DE19855761A1 - Getriebebaueinheit - Google Patents
GetriebebaueinheitInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit mit einem Getriebegehäuse, welches einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum zur Aufnahme einzelner Getriebeelemente aufweist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Mittel zur Anbindung eines einzelnen Getriebeelementes in radialer Richtung am Getriebegehäuse vorgesehen werden, die dem Innenraum außerhalb des Bereiches der in Einbaulage in Höhenrichtung größten Abmessung zugeordnet sind. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung in den Eckenbereichen des Gehäuses, welche durch die Schnittmenge aus Innenraum und einem theoretisch bildbaren Quadrat q¶theoretisch¶ mit einer Seitenabmessung größer/gleich dem Durchmesser d des Innenraumes beschreibbar ist, wobei das theoretisch bildbare Quadrat q¶theoretisch¶ und der Innenraum identische Symmetrieachsen aufweisen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Getriebebaueinheit im einzelnen mit den Merkmalen
aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Getriebebaueinheiten sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Diese
können als
- a) mechanische Getriebebaueinheit
- b) hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebebaueinheit
ausgeführt sein. Hydrodynamisch-mechanische Verbundgetriebebaueinheiten
sind beispielsweise aus den folgenden Druckschriften bekannt:
- - Bucksch M.: ZF-5-Gang-Automatgetriebe für Pkw, VDE-Bericht 878 (1991)
- - Mitesko G.: Viergangplanetengetriebe für Personenkraftwagen mit dem hydrodynamischen Drehmomentenwandler in der Leistungsverzweigung, Automobilindustrie (1995) 5, S. 597-691
- - Clement, W.: Die Entwicklung der DIWA-Getriebe; Verkehr und Technik (1987) 7, S. 301-303.
Die Getriebebaueinheiten, welche entweder nur rein mechanische
Übertragungskomponenten besitzen oder aber aus einer Kombination eines
hydrodynamischen Wandlers oder einer hydrodynamischen Kupplung mit
einem nachgeschalteten mechanischen Getriebesatz bestehen, weisen in der
Regel ein Gehäuse auf, welches hinsichtlich seiner Innenkontur der
Gestaltung und Anbindung an das Gehäuse der einzelnen Getriebeelemente
angepaßt ist, und besitzen desweiteren Inneneinsätze, die den
Innendurchmesser unerwünscht reduzieren. Beispielsweise nutzt ein am Markt
erhältliches Getriebe eine Auffädelung an sechs Stangen in gleichbleibenden
Abständen um den Umfang der Innenkontur verteilt mit dem Ziel einer sehr
einfachen Montage der Bauelemente bzw. Getriebeelemente. Die einzelnen
Stangen sichern die Getriebeelemente gegen Verdrehung in Umfangsrichtung.
Die Anordnung der sechs Stäbe in Umfangsrichtung des Innenraumes der
Getriebebaueinheit betrachtet mit gleichbleibendem Abstand zwischen zwei
einander benachbarten Stangen sowie die Anzahl dieser Stangen reduzieren
jedoch den Innendurchmesser des Getriebes erheblich, da im wesentlichen
die in Einbaulage oberen Stangen die Bauhöhe und damit den möglich
nutzbaren Planetendurchmesser reduzieren. Der Getriebeinnenraum kann
somit bezogen auf die vorhandenen Außenabmessungen des Getriebes nicht
optimal für die Getriebeelemente genutzt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Getriebebaueinheiten,
insbesondere Getriebegehäuse, derart zu schaffen, daß bei gleichbleibenden
äußeren vorgegebenen Einbaumaßen für die Getriebeeinheit die mit dem
Getriebe übertragbaren Drehmomente vergrößert werden können, indem
möglichst große Durchmesser für die Getriebeelemente erzielt werden. Im
einzelnen ist auf eine Reduzierung des konstruktiven und
fertigungstechnischen Aufwandes sowie eine Minimierung der erforderlichen
Bauteilanzahl abzustellen.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des
Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfinder haben erkannt, daß mit einer Durchmessersteigerung bei den
kraft- bzw. leistungsübertragenden Elementen bei gleicher Baulänge ein
größeres übertragbares Drehmoment erzielt werden kann. Dieses verhält sich
proportional zur Wurzel des Durchmessers, während eine Proportionalität zur
Baulänge b der Getriebebaueinheit, d. h. zur Breite in axialer Richtung direkt
gegeben wäre. Die Getriebebaueinheit, welche ein Getriebegehäuse umfaßt,
das einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum aufweist, weist Mittel zur
ortsfesten Anbindung von Getriebeelementen gegenüber dem Gehäuse auf.
Diese Mittel sind erfindungsgemäß dem Innenraum zugeordnet und in einem
Bereich außerhalb dieses angeordnet, wobei die Zuordnung zum Innenraum
derart erfolgt, daß die Mittel außerhalb eines Bereiches, welcher in Einbaulage
des Getriebes betrachtet der größten Abmessung in Höhenrichtung der
Getriebebaueinheit entspricht, vorgesehen werden. Die Anzahl der Mittel
beträgt wenigstens zwei. Vorzugsweise erfolgt die Zuordnung der Mittel im
Querschnitt der Getriebebaueinheit betrachtet in den Eckenbereichen des
Gehäuses, welche sich durch Zuordnung eines theoretischen Rechteckes
bzw. Quadrates zum Innenraum mit einer Abmessung in Höhenrichtung des
Getriebes von gleich oder größer des Durchmessers der Innenkontur der
Getriebebaueinheit beschreiben läßt.
Unter Getriebeelementen werden dabei Bauteile und Einrichtungen
verstanden, welche nicht rotieren sondern eine gegenüber dem Gehäuse in
der Regel ortsfeste Lage einnehmen.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung läßt sich der Innendurchmesser bzw. die
Innenkontur des Getriebegehäuses bei gleichbleibenden Einbaumaßen für die
Getriebebaueinheit merklich größer gestalten. Die Ausgestaltung der Mittel
insbesondere der Eingriffstellen für die Getriebeelemente am Gehäuse können
hinsichtlich ihrer Form und Gestaltung sehr vielseitig ausgeführt sein. Die
Mittel umfassen dazu in der Regel Ausnehmungen im Getriebegehäuse,
welche mit dem Innenraum verbunden sind. Diese Ausnehmungen können
verschiedenartig entsprechend der dazu komplementären Gestaltung der
Getriebeelemente ausgeführt werden. Eine Möglichkeit besteht in der
Ausgestaltung der Eingriffstellen am Getriebegehäuse in Form von
Eingriffstaschen, in welche die zur Anbindung der Getriebeelemente in
radialer Richtung genutzten Bauteile eingesetzt werden. Die Anbindung der
Getriebeelemente selbst erfolgt entweder
- a) formschlüssig oder
- b) kraft- und formschlüssig.
Im erstgenannten Fall werden die Aufhängungselemente für die
Getriebeelemente derart ausgeführt, daß diese zu den Eingriffstaschen am
Getriebegehäuse komplementäre Vorsprünge aufweisen, welche in die
Eingriffstaschen in axialer Richtung einführbar und in axialer Richtung in den
Eingriffstaschen verschiebbar sind, wobei über den Formschluß in
Umfangsrichtung eine Verdrehsicherung gewährleistet wird.
Im letztgenannten Fall sind zusätzliche Elemente vorgesehen, mittels welchen
die Getriebeelemente wenigstens formschlüssig gekoppelt sind,
beispielsweise in Form von Steckstiften, welche in Einbaulage in den
Eingriffstaschen angeordnet sind und in diesen in axialer Richtung gesichert
bzw. befestigt sein können.
In beiden genannten Fällen ist eine Sicherung der Getriebeelemente in axialer
Richtung erforderlich. Zur Sicherung können beispielsweise die folgenden
Sicherungselemente verwendet werden:
- a) Sicherungsringe
- b) Einschiebebleche
- c) Hülsen
- d) Zwischenwände.
Die Ausführung der Sicherungselemente hängt dabei im wesentlichen von der
Gestaltung der Eingriffstaschen und der dazu komplementären Elemente zur
Aufhängung der Getriebeelemente im Getriebegehäuse ab. Die Sicherung in
axialer Richtung erfolgt entweder gegenüber dem Gehäuse oder dem
Element, welches das Getriebeelement trägt.
Vorzugsweise wird die Gehäuseaußenkontur rechteckig ausgeführt. In diesem
Fall erfolgt die Anbindung der Getriebeelemente im Querschnitt des
Getriebegehäuses betrachtet immer in den Eckbereichen der Gehäusewand,
welche sich durch den Innenraum und die rechteckförmige bzw. quadratische
Außenkontur bestimmen lassen. Neben einer einfachen Montage durch
Einfädeln der einzelnen Getriebeelemente in die Eingriffstaschen bzw. auf die
in den Eingriffstaschen angeordneten stabförmigen Elemente ermöglicht das
Prinzip der Eckenaufhängung einen größeren zur Leistungsübertragung
verfügbaren Innendurchmesser des Getriebegehäuses für die
Getriebebaueinheit, was aufgrund des Zusammenhanges zwischen den
Durchmessern der einzelnen Getriebeelemente und dem übertragbaren
theoretischen Drehmoment zu einer Verkürzung der
Gesamtgetriebebaueinheit in axialer Richtung führen kann, da auf zusätzliche
Übertragungselemente verzichtet werden kann. Desweiteren kann mit einer
Aufhängung in den vier Eckenbereichen eine einfache Verdrehsicherung
gegenüber Verdrehen in Umfangsrichtung erzielt werden. Das Gehäuse selbst
ist einfach herstellbar, vorzugsweise wird dieses mit einem konstanten
Innendurchmesser über die gesamte axiale Baulänge ausgeführt. Denkbar
sind jedoch auch Bereiche mit unterschiedlichen Innendurchmessern. Die
Montage der Getriebebaueinheit selbst gestaltet sich sehr einfach.
Desweiteren ist eine Kompaktbauweise durch die Einsätze möglich. Ein
weiterer wesentlicher Vorteil der Aufhängung am Gehäuse entsprechend der
erfindungsgemäßen Ausführung besteht darin, daß Baugruppen ohne
Probleme hinsichtlich ihrer Anordnung in axialer Richtung vertauscht werden
können und somit hinsichtlich ihres Aufbaus anders gestaltete Getriebetypen
auf einfache Art und Weise erzeugt werden können, ohne daß Veränderungen
des Gehäuses, insbesondere des Innenraumes erforderlich werden.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand einer Figur erläutert.
Die Figur verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung einen
Querschnitt aus einer erfindungsgemäß gestalteten Baueinheit 1. Diese weist
ein Getriebegehäuse 2 auf, welches im dargestellten Fall, beispielsweise in
zwei Teilbereiche 3 und 4 unterteilt ist. Der erste Teilbereich 3 bildet dabei
den in Einbaulage oberen Gehäuseteil, der zweite Teilbereich 4 den in
Einbaulage unterhalb der Getriebesymmetrieachse A angeordneten
Gehäuseteil. Das Getriebegehäuse 2 weist einen im wesentlichen
zylindrischen Innenraum 5 auf. Dieser kann durch den Durchmesser d
beschrieben werden. Vorzugsweise weist die gesamte Getriebebaueinheit 1
bzw. das Getriebegehäuse 2 über ihre Erstreckung in axialer Richtung einen
konstanten Innendurchmesser d auf. Dem Innendurchmesser d sind Mittel zur
Aufnahme und Anbindung der Getriebeelemente in radialer Richtung
zugeordnet. Diese Mittel sind dem durch den Durchmesser d beschriebenen
Innenumfang 6 des zylindrischen Innenraumes 5 derart zugeordnet, daß diese
in Einbaulage der Getriebebaueinheit 1 im dargestellten Fall auf einer Höhe h1
und h4 angeordnet sind, welche bezüglich der Abmessungen kleiner der
durch die maximale Erstreckung des Innenraumes 5 in Einbaulage betrachtet
in Höhenrichtung beschriebenen Abmessung h5 ist. Vorzugsweise sind jedoch
- wie im dargestellten Fall - die Mittel in den Eckenbereichen 7, 8, 9 bzw. 10
angeordnet, wobei die Eckenbereiche sich durch eine Zuordnung eines
theoretisch gedachten Viereckes, vorzugsweise Quadrates zum Innenraum 5
beschreiben lassen. Die Eckenbereiche werden dabei in Einbaulage durch
Zuordnung des Quadrates qtheoretisch beschrieben, indem der von der
Innenkontur 6 umschriebene Durchmesser d in dem Quadrat angeordnet ist
und beide, das theoretisch zur Betrachtung herangezogene Quadrat qtheoretisch
sowie der Innenraum 5 des Gehäuses 2 die gleichen Symmetrieachsen s1
bzw. s2 aufweisen. Die Mittel, welche in den Eckenbereichen 7 bis 10
angeordnet sind, sind mit 11, 12, 13 und 14 bezeichnet. Die Mittel umfassen
dabei wenigstens jeweils eine Ausnehmung 11.1, 12.1, 13.1 bzw. 14.1 im
Getriebegehäuse 2, welche die sogenannten Eingriffstaschen bilden und eine
dazu komplementäre Gestaltung der Getriebeelemente. Im dargestellten Fall
ist als Getriebeelement 15 eine Außenlamelle verdeutlicht. Diese weist zur
Anbindung am Gehäuse 2 einen sogenannten Lamellenträger 16 auf, welcher
zu den Eingriffstaschen 11.1-14.1 komplementäre Vorsprünge aufweist, die
hier jeweils mit 11.2-14.2 bezeichnet sind. Die Vorsprünge sind derart
ausgeführt, daß diese eine zumindest formschlüssige Verbindung mit dem
Gehäuse 2 bilden. Vorzugsweise wirken die Mittel jedoch auch kraftschlüssig.
Im dargestellten Fall würde dies bedeuten, daß der Lamellenträger 16,
insbesondere dessen Vorsprünge, mit einer entsprechenden Passung in die
Eingriffstaschen 11.1-14.1 eingeführt wird. Die Sicherung in axialer Richtung
erfolgt im dargestellten Fall mittels eines Sicherungsringes 17, welcher
entsprechend der Innenkontur 6 des Getriebegehäuses 2 ausgelegt ist, und
hier zur Verdeutlichung nur teilweise dargestellt ist.
Im dargestellten Fall erfolgt die Anbindung in allen vier möglichen
Eckenbereichen 7 bis 10. Die Mittel sind dementsprechend mit
gleichbleibendem Abstand in Umfangsrichtung des Innenraumes 5 betrachtet
angeordnet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine im wesentlichen
symmetrische Anordnung zu finden, welche von der Anordnung in den
Eckenbereichen abweicht. Wesentlich ist jedoch, daß insbesondere in
Einbaulage die Bauhöhe selbst kaum verändert und ein maximal nutzbarer
Innendurchmesser für die Getriebeelemente, insbesondere die rotierenden
Bauteile, bezogen auf die Einbauhöhe erzielt wird. So ist es denkbar, daß
nicht wie im dargestellten Fall den Mitteln die gleiche Symmetrieachse
zuordenbar sind - S1 und S2 - sondern daß lediglich nur bezüglich einer
Symmetrieachse Symmetrie besteht. Beispielsweise ist es denkbar, die Mittel
11 und 14 mit einem entsprechend engeren Abstand zu versehen und in
Analogie ebenfalls die Mittel 12 und 13. Eine weitere, jedoch nicht so
vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, generell unterschiedliche Abstände
zwischen den einzelnen Mitteln vorzusehen. Lediglich die in Einbaulage
oberhalb der Getriebesymmetrieachse angeordneten Mittel sind im Bereich der
theoretisch maximalen Höhe h5, welche durch die in Einbaulage maximale
Erstreckung der Innenkontur in radialer Richtung beschrieben wird,
anzuordnen.
Die dargestellte Getriebebaueinheit weist beispielhaft desweiteren einen
unteren Gehäuseteil 4 auf, welcher gegenüber dem Gehäuseteil 3 vergrößert
ausgeführt ist, so daß in diesem auch Steuereinheiten und beispielsweise die
Ölwanne 18 integriert werden können.
Claims (10)
1. Getriebebaueinheit
- 1. 1.1 mit einem Getriebegehäuse (2);
- 2. 1.2 das Getriebegehäuse (2) weist einen im wesentlichen zylindrischen Innenraum (5) zur Aufnahme einzelner Getriebeelemente (15) auf; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 3. 1.3 es sind wenigstens zwei Mittel zur Anbindung (11, 12, 13, 14, 16) eines einzelnen Getriebeelementes (15) in radialer Richtung am Getriebegehäuse (2) vorgesehen;
- 4. 1.4 die Mittel (11, 12, 13, 14) sind dem Innenraum (5) außerhalb des Bereiches der in Einbaulage in Höhenrichtung größten Abmessung (h5) des Innenraumes (5) zugeordnet.
2. Getriebebaueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Innenraum (5) über die gesamte axiale Erstreckung in Einbaulage
einen im wesentlichen konstanten Durchmesser d aufweist.
3. Getriebebaueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel (11, 12, 13, 14) dem Innenraum (5) in Einbaulage in
Höhenrichtung betrachtet innerhalb eines Bereiches angeordnet sind,
der durch die in Einbaulage in Höhenrichtung größten Abmessung (h5)
des Innenraumes (5) beschrieben wird.
4. Getriebebaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Mittel (11, 12, 13, 14, 16) in
Eckenbereichen (7, 8, 9, 10) des Gehäuses (2) erfolgt, welche durch
die Schnittmenge von Innenraum (5) und einem theoretisch bildbaren
Quadrat qtheoretisch mit einer Seitenabmessung größer/gleich dem
Durchmesser d des Innenraumes (5) beschreibbar ist, wobei das
theoretisch bildbare Quadrat qtheoretisch und der Innenraum (5) identische
Symmetrieachsen aufweisen.
5. Getriebebaueinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel (11, 12, 13, 14) in allen vier Eckenbereichen (7, 8, 9, 10) des
Gehäuses (2) mit im wesentlichen in Umfangsrichtung des
Innenraumes (5) betrachtet konstantem Abstand zueinander
angeordnet sind.
6. Getriebebaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel (11, 12, 13, 14) mit dem Innenraum (5)
verbundene Ausnehmungen (11.1, 12.1, 13.1, 14.1) im
Getriebegehäuse (2) umfassen, welche zur Führung dazu
komplementärer Vorsprünge (11.2, 12.2, 13.2, 14.2) an den
Getriebeelementen (15) ausgebildet sind.
7. Getriebebaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel (11, 12, 13, 14) mit dem Innenraum (5)
verbundene Ausnehmungen (11.1, 12.1, 13.1, 14.1) im
Getriebegehäuse (2) umfassen, in welchen sich in axialer Richtung der
Getriebebaueinheit in Einbaulage betrachtet erstreckende stabförmige
Elemente angeordnet sind, auf welche die Getriebeelemente (15)
aufsteckbar oder in welche die Getriebeelemente (15) einsteckbar sind.
8. Getriebebaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß den einzelnen Getriebeelementen (15) Mittel zur
Begrenzung und/oder Vermeidung axialer Bewegbarkeit (17)
zugeordnet sind.
9. Getriebebaueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel zur Begrenzung und/oder Vermeidung axialer Bewegbarkeit (17)
sich über den gesamten Innenraum (5) im Axialschnitt betrachtet
erstrecken.
10. Getriebebaueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel zur Begrenzung und/oder Vermeidung axialer Bewegbarkeit in
den Ausnehmungen angeordnet sind.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
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