DE3446357A1

DE3446357A1 - Anordnung zum anbringen einer zahnrad-schalteinrichtung in einem getriebe

Info

Publication number: DE3446357A1
Application number: DE19843446357
Authority: DE
Inventors: Lars Henry Södertälje Skog
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1983-12-20
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1985-06-27
Also published as: SE8307044D0; GB2151726B; GB2151726A; SE8307044L; SE444147B; GB8431936D0; US4614129A

Description

DR.-ING. FKANZ VUESTHOFF PATENTANWÄLTE .: -"_: -j ."- ~_u^_tu^_r%ZDK _WESTHOPF

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WUESTHOFF - v. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ; " «^ gerhard puls (1952-1971)

DIPL.-CHEM. DK. E. FKEIHEKK VON FECHMANN FKOFESSIONAL KEPKESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN FATENT OFFICE DR.-ING. DIETEK BEHRENS

MANDATAiKEs agrees fkes l'office eukopeen des bkevets dipping.; DiPL.-iriRTscH.-iNG. KUFEKT goet:

1A/G-58 942

Saab-Scania Aktiebolag * D-8000 MÜNCHEN 90

19. Dezember 1984 344635 7 schweigerstrasse2

telefon: (089) 66 20 ji telegramm: fkotectfatbnt Telex: 124070

Anordnung zum Anbringen einer Zahnrad -S ehalteinrichtung

in einem Getriebe

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Anbringen einer Zahnrad-schalteinrichtung in einem Getriebe mit einer Mehrzahl von Wählerstangen oder Sehaltstangen, die eine entsprechende Mehr zahl von Wählergabeln oder Schaltgab fein tragen, welche gegenüber dem Getriebegehäuse axial bewegbar sind, um eine Mehr.zahl von Kupplungen zu betätigen, damit alternative Zahnräder zum Kämmen gebracht werden, um dem Getriebe unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zu geben.

Das Gehäuse für ein Getriebe wird normalerweise durch Gießen hergestellt, worauf Lager- und Anlageflächen spangebend bearbeitet werden. Damit Lagerflachen eine ausreichende Größe und Festigkeit haben, ist es meistens nötig, das Gehäuse an den fraglichen Stellen mit Materialanhäufungen zu gießen. Bei bekannten Ausführungsformen von Getriebegehäusen erzeugen jene Stellen, an denen das Material angehäuft ist, Schwierigkeiten, weil sie u.a. zu Spannungskonzentrationen führen, die die Festigkeit herabsetzen. Da ein solches herkömmliches Gehäuse eine Vielzahl von spangebenden Bearbeitungsvorgängen erfordert, ist die Gefahr einer unrichtigen Bearbeitung verhältnismäßig groß. Damit vergrößert sich das Risiko, daß das Gehäuse zurückgewiesen werden muß, was meistens hohe Kosten und mühselige Herstellung bedeutet.

Aufgabe der Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile zu vermeiden oder mindestens zu verringern und damit auch das Risiko

zu verringern, daß Gehäuse zurückgewiesen werden müssen.

Die Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine in einem Stück gestaltete Lagerkonsole lösbar an dem Gehäuse angebracht wird, von dem sie umschlossen ist, und mit Lagern für die Wähler- oder Schaltstangen ausgebildet ist, so daß diese zumindest teilweise von der Lagerkonsole getragen sind.

Durch die Gestaltung der Lagerkonsole gemäß der Erfindung zum lösbaren Anbringen in dem Gehäuse kann das Gießen und die Oberflächenbearbeitung des Gehäuses einfacher und folglich billiger gemacht werden. Die Gefahr, daß Gehäuse zurückgewiesen werden, ist geringer, da ein Gehäuse mit weniger Stellen gegossen werden kann, an denen Material angehäuft wird, und da die Anzahl der spangebenden Bearbeitungsvorgänge am Gehäuse geringer ist als bisher.

Die Lagerkonsole wird als getrennte Einheit hergestellt, und eine möglicherweise unrichtige Oberflächenbearbeitung führt lediglich dazu, daß die Lagerkonsole zurückgewiesen wird. Dieser Ausschuß ist nicht so teuer wie ein ganzes Gehäuse, welches in den Ausschuß geht.

Die Erfindung bringt noch weitere beträchtliche Vorteile. So können vorteilhafterweise diejenigen Teile, die die Lagerkonsole tragen soll, mit der Konsole zusammengebaut werden, ehe diese am Gehäuse angebracht wird. Der Zusammenbau von Untergruppen führt dazu, daß der Einbau ergonomisch korrekter und rascher erfolgen kann als der Zusammenbau eines herkömmlichen Getriebes. Entsprechende Vorteile ergeben sich für Dienstleistungen und Reparaturen, da die ganze Lagerkonsole ohne weiteres abgenommen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Pig. 1 einen Axialschnitt durch ein Getriebe;

Fig. 2 einen Radialschnitt durch eine in dem Getriebe angebrachte, erfindungsgemäße Lagerkonsole;

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine in dem Getriebe vorgesehene Zahnrad- Schaltanordnung.

Das in Fig. 1 gezeigte Getriebe 1 für ein Fahrzeug, insbesondere für einen PKW ist außen von einem Getriebegehäuse 5, einer mit einer Stirnwand des Getriebegehäuses 5 vereinigten Getriebekappe 55 und einer mit der anderen Stirnwand des Getriebegehäuses 5 vereinigten Kupplungskappe 3 begrenzt.

Das Getriebe 1 weist eine mit einem hier nicht gezeigten Motor verbundene Eingabewelle 2 sowie eine Abgabewelle 4 auf, die mit den hier nicht gezeigten Antriebsrädern des Wagens verbunden ist. Die beiden Wellen 2, 4 sind in dem Getriebegehäuse 5 und in der Kupplungskappe 3 drehbar gelagert und tragen eine Mehrzahl miteinander zusammenwirkender Zahnräder 6, die durch alternatives Einrücken in herkömmlicher Weise verschiedene OberSetzungsverhältnisse des Getriebes 1 herstellen. Das genannte Einrücken oder Kämmen erfolgt in bekannter Weise mit Hilfe einer Mehrzahl von synchronisierenden Kupplungen 7, die jeweils durch axiale Bewegung einer Wähler- oder Schaltgabel betätigt werden, welche mit der entsprechenden Kupplung 7 in Eingriff steht. Das fragliche Getriebe 1 hat zur Synchronisierung vier Kupplungen 7, die jeweils von einer Schaltgabel betätigt werden, von denen in Fig. 1 nur drei gezeigt sind, nämlich die Schaltgabeln 9, 10 und 11. Jede Schaltgabel ist mit einer axial bewegbaren Wähler- oder Schaltstange 12, 13, 14 bzw. 15 fest verbunden.

Eine Schaltstange 12 trägt eine hier nicht gezeigte Schaltgabel zum Einlegen eines Rückwärtsganges, eine Schaltstange 13 trägt eine Schaltgabel 9 zum Einlegen eines fünften Ganges, eine Schaltstange 14 trägt eine Schaltgabel 10 zum Einlegen eines dritten oder vierten Ganges, und eine Schaltstange 15 trägt eine Schaltgabel 11 zum Einlegen eines ersten oder

zweiten Ganges. Da derartige Synchronisierkupplungen hinsichtlich ihres Auf haus und Betriebs allgemein ,bekannt sind und da die Kupplungen 7 für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich sind, werden sie nicht weiter beschrieben.

Jede Schaltstange 12 bis 15 ist mit ihrem einen Ende in einem jeweils für jede Schaltstange in dem Getriebegehäuse 5 angeordneten Lager 16 angebracht und mit ihrem anderen Ende in einem für jede Schaltstange vorgesehenen Lager 17, welches in einer Lagerkonsole 18 gemäß der Erfindung angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um eine zusammensetzbare Einheit, die an der Kupplungskappe 3 des Getriebegehäuses 5 mit einer Vielzahl von Schraubbolzen 19 lösbar angebracht ist. Die Lage der Lagerkonsole 18 gegenüber dem Getriebegehäuse 5 wird durch

Paßhülsen 20 bestimmt, welche in Paßbohrungen 21, 22 in der Lagerkonsole 18 bzw. in der Kupplungskappe 3 eingepreßt sind. Da die Paßbohrungen · 22 in der Kupplungskappe 3 teilweise mit Gewinde versehen sind, können die Schraubbolzen 19 in diese Löcher eingeschraubt werden, so daß die Paßbohrungen 22 gleichzeitig zur Befestigung dienen.

Abgesehen von den Lagern 17 weist die Lagerkonsole 18 auch eine Doppelpositionssperre mit drei Arretierkugeln 24 auf, die in Bohrungen 25 zwischen den vier Schaltstangen 12 bis 15 aufgenommen sind. Die Arretierkugeln 24 greifen in Arretiervertiefungen 26 ein, die an der entsprechenden Schaltstange 12 bis 15 vorgesehen sind, um die Schaltstangen 12 bis 15 gegen eine axiale Bewegung zu blockieren. Die Arretierkugeln 24 können mittels zweier Zapfen 27, die in durchgehenden Löchern in den beiden mittleren Schaltstangen 13, 14 radial verschiebbar aufgenommen sind, aufeinander einwirken. Zwischen den Arretierkugeln 24 und den Arretiervertiefungen 26 in den Umfangen der Schaltstangen 12 bis 15 ist ein so großer Spielraum vorgesehen, daß eine der Arretierkugeln 24 aus ihrer Arretiervertiefung 26 verlagert werden kann, so daß die zugehörige Schaltstange 12 bis 15 axial bewegt werden kann. In Fig. 1 sind die Arretierkugeln 24 in einer Lage gezeigt, bei der die untere

Schaltstange 15 axial bewegbar ist, während die übrigen Schaltstangen 12 bis 14 axial blockiert sind. Die Doppelpositionssperre verhindert also, daß gleichzeitig ein Eingriff mit mehr als einem Zahnrad hergestellt wird.

Wie Fig. 2 zeigt, sind in der Lagerkonsole 18 auch vier Bohrungen 29 ausgebildet, die jeweils eine unter Federspannung stehende, der Arretierung dienende Kugel 30 aufnehmen. Diese Kugeln 30 greifen in komplementär gestaltete Vertiefungen 31 an den entsprechenden Schaltstangen 12 bis 15 ein und sollen die Schaltstangen axial in vorherbestimmter Lage halten. In Fig. 3 ist gezeigt, wie eine dieser Kugeln 30 mit einer der Schaltstangen 12 bis 15 zusammenwirkt*. In jeder Schaltstange 12 bis 15 ist eine Vertiefung 31 zum Festhalten in einer neutralen Stellung und eine Vertiefung 32 zum Festhalten in einer Eingriffsstellung vorgesehen. Die beiden unteren Schaltstangen 14, 15 in Fig. 1 haben jeweils zwei verschiedene Eingriffsstellungen und sind folglich mit einer Vertiefung 32 zu beiden Seiten der Vertiefung 31 versehen.

Die Lagerkonsole 18 hat auch zwei Arme 33, in denen jeweils ein Sitz 34 für einen Lagerzapfen 35 ausgebildet ist.

Zur klareren Darstellung der übrigen Teile des Getriebes 1 ist der Lagerzapfen 35 nicht in Fig. 1 aber in Fig. 2 und 3 gezeigt. Der Lagerzapfen 35 trägt eine Hülse 36, die axial bewegbar und schwenkbar und mit einer Gangumschaltung 37 fest verbunden ist. Die Gangumschaltung kann eine axiale Bewegung der entsprechenden Schaltstangen 12 bis 15 verursachen, um mit verschiedenen Zahnrädern einen Eingriff herzustellen oder den Eingriff zu lösen. Die Hülse 36 ist im wesentlichen zylindrisch geformt und hat an jedem Ende außen eine Nut zur Aufnahme eines Sprengringes 39, der jeweils mit einer an beiden Enden vorgesehenen Federführung 40 in Eingriff steht. Die Sprengringe 39 erlauben der Hülse 36 bei der Bewegung in einer axialen Richtung ein freies Hindurchbewegen durch die eine Federführung 40, während die andere Federführung 40 veranlaßt wird, diese axiale Bewegung zu begleiten.

Die Federführungen 40 haben an ihren äußeren Enden ringförmige Flächen, mit denen die äußeren Enden von zwei Schraubenfedern 42 in Eingriff stehen. Mit ihren anderen Enden ruhen die Schraubenfedern 42 auf Sitzflächen an der Gangumschaltung 37. Bei den Schraubenfedern 42 handelt es sich um vorgespannte Druckfedern, die zum Zentrieren der Gangumschaltung 37 geeignet sind und diese in einer vorherbestimmten axialen Stellung auf dem Lagerzapfen 35 halten, wenn die Zahnräder im Getriebe veranlaßt werden, eine neutrale Stellung einzunehmen. Zur axialen Bewegung der Gangumschaltung 37 in der einen oder anderen Richtung wird eine der Schraubenfedern 42 zusammengedrückt und setzt der Bewegung Widerstand entgegen, während die zur anderen Schraubenfeder 42 gehörende Federführung 40 mittels der Hülse 36 und des Sprengringes 39 die Bewegung begleitet. Die andere Schraubenfeder 42 wird also nur axial bewegt und greift mit unveränderter Kraft an der Gangumschaltung 37 an.

Die Gangumschaltung 37 ist mit einem Hebel 44 ausgebildet, der geeignet ist, abwechselnd mit einer an jeder Schaltstange 12 bis 15 befestigten Klaue 45 in Eingriff zu treten, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt. Zu diesem Zweck hat die Klaue 45 eine Nut 46, in die das äußere Ende des Hebels 44 eingreifen kann. Bei der neutralen Stellung befinden sich die Nuten 46 der Klauen 45 in der gleichen axialen Ebene. Durch axiale Bewegung der Gangumschaltung 37 auf dem Lagerzapfen 35 kann der Hebel 44 zum Eingriff mit einer gewählten Klaue 45 veranlaßt werden. Durch Drehen der Gangumschaltung 37 wird der gewählten Klaue 45 eine axiale Bewegung vermittelt, um mit einem Zahnrad in Eingriff zu treten.

Die Gangumschaltung 37 wird von Hand mittels eines hier nicht gezeigten GetriebeschalthebeIs und einer entsprechenden übertragungsvorrichtung betätigt, zu der eine zum Wechseln der Zahnräder bestimmte Stange 47 gehört, die im Getriebe axial bewegbar und drehbar angebracht ist. Für ein Ende der Stange 47 ist an der Lagerkonsole 18 ein Lager 48 angeordnet, während das andere Ende in dem Getriebegehäuse 5 angebracht ist. Die

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Stange 47 ist nicht in Fig. 1 aber in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Eine mit der Stange 47 fest verbundene Klaue 49 ist mit einem Hebel 50 ausgebildet, dessen äußeres Ende in einen Querschlitz 51 der Gangumschaltung 37 eingreift. Diese ist mit einem zweiten Hebel 52 ausgebildet, der mit seinem äußeren Ende in einen in Querrichtung verlaufenden Ausschnitt 53 an der Klaue 49 der Stange 47 eingreift.

Die vorstehend beschriebene Anordnung zum Umschalten des Getriebes 1 arbeitet wie folgt. Ein Drehen der Stange 47 führt zu einer axialen Bewegung der Gangumschaltung 37, was es dem Hebel 44 der Gangumschaltung 37 ermöglicht, eine einer gewünschten Klaue 45 an einer der Schaltstangen 12 bis 15 entsprechende Stellung einzunehmen. Eine axiale Bewegung der Stange 47 führt zum Drehen der Gangumschaltung 37. Dabei kann die Klaue 45 an der entsprechenden Schaltstange 12 bis 15 axial bewegt werden, um mit einem Zahnrad in Eingriff zu treten.

Die axial ausgerichteten Schraubenfedern 42 auf dem Lagerzapfen 35 sind so bemessen, daß bei in neutraler Stellung befindlichem Getriebe 1 die Gangumschaltung 37 eine Stellung mit der Klaue 45 einnimmt, die mit der Schaltstange 14 für den dritten und vierten Gang fest verbunden ist. Infolgedessen nimmt der Getriebeschalthebel eine entsprechende, vorherbestimmte Stellung ein, die das Einlegen eines Ganges erleichtert. Für die Herstellung eines Getriebes 1 gemäß der Erfindung kann das Getriebegehäuse 5 gegossen werden. Dem Getriebegehäuse 5 kann eine verhältnismäßig einfache Gestalt gegeben werden, und Stellen, an denen Materialverdickungen nötig sind, lassen sich großenteils vermeiden. Das Getriebegehäuse kann auch leicht einer spanabhebenden Bearbeitung unterzogen werden, da nur wenige Arbeitsvorgänge der Oberflächenbearbeitung nötig sind.

Die Lagerkonsole 18 ist eine getrennte Einheit gemäß der Erfindung, was die Oberflächenbearbeitung erheblich erleichtert. Die Lagerkonsole 18 kann auch großenteils zum Zusammenbau mit Teilen als Unteranordnung benutzt werden, ehe sie am Gehäuse angebracht wird.

Die Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt sondern läßt sich weiter abwandeln. So können die Wähler- oder Schaltstangen an der Lagerkonsole fest angebracht sein, während die Wähler auf den Wähler- oder Schaltstangen axial bewegbar angebracht sind.

Claims

- . . DR.-ING. FKANZ VUESTHOFr PATENTANWÄLTE. ... Ό% fmLpREDA WESTHOpp •WUESTHOFF-v.PECHMANN-BJbHRENS-GÖETZ:" DirL.-lNo.o^^n puls DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHBRR VON FICHlIANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THB EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOB' O / C o r -7 D-8000 MÜNCHEN 90 1A/G-58 942 3446357 SCHWEIGERSTRASSE 2 Saab-Scania AB telefon: (089) 662051 19 .Dezember 1984 tblegramm: protectfatent TELEX: 524070 Paten ta nsprüche

1. Anordnung zum Anbringen einer Zahnrad" Schalteinrichtung in einem Getriebe mit einer Mehrzahl von Schaltstangen (12 bis 15), die eine entsprechende Mehr.zahl von Schaltgabeln (9 bis 11) tragen, welche gegenüber einem Getriebegehäuse (5) zur Betätigung einer Mehr zahl von Kupplungen (7) axial bewegbar sind, um alternative Zahnräder (6) zum Kämmen zu bringen und dem Getriebe unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zu geben,

dadurch gekennzeichnet , daß eine insbes. einstückig gestaltete Lagerkonsole (18) an dem Getriebegehäuse (5) lösbar angebracht und von dem Getriebegehäuse umschlossen ist und mit Lagern (17) für die Schaltstangen (12 bis 15) ausgebildet ist, wobei diese zumindest teilweise von der Lagerkonsole getragen sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerkonsole (18) an dem Getriebegehäuse (3, 5) mittels Schraubbolzen (19) angebracht ist, die in Paßbohrungen (21, 22) in der Lagerkonsole (18) und in dem Getriebegehäuse (3, 5) eingepaßt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß jede Paßbohrung (21) in der Lagerkonsole (18) mit einer Paßhülse (20) versehen ist, die zur Lagebestimmung der Lagerkonsole (18) gegenüber dem Gehäuse (3, 5) auch in eine feste Wand (3) des Getriebegehäuses (5) paßt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3,

dadurch gekennzeichnet , daß jede Schaltgabel (9, 11) an einer Schaltstange (12 bis 15) befestigt ist, die axial bewegbar in der Lagerkonsole (18) angebracht ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß in der Lagerkonsole (18) Bohrungen (25) ausgebildet sind, die eine Sperreinrichtung (24) aufnehmen, welche die axiale Bewegung von mehr als einer Schaltstange (12 bis 15) zur selben Zeit verhindert.

6. Anordnung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet , daß die Sperreinrichtung Arretierkugeln (24) aufweist, die zwischen den Schaltstangen (12 bis 15) angeordnet sind und in entsprechende Vertiefungen (26) an den Schaltstangen (12 bis 15) eingreifen.

7. Anordnung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet , daß in der Lagerkonsole (18) Bohrungen (29) für eine Sperr einrichtung (30) ausgebildet sind, die die Schaltstangen (12 bis 15) in einer gegebenen axialen Stellung hält.

8. Anordnung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet , daß die Sperreinrichtung unter Federspannung stehende Kugeln (30) aufweist, die in entsprechend ausgebildete Vertiefungen (31) an den Schaltstangen (12 bis 15) eingreifen.

9. Anordnung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß in der Lagerkonsole (18) Sitze (34) für einen Lagerzapfen (35) ausgebildet sind, der eine Getriebeumschaltung (37) trägt, die axial bewegbar und drehbar ist und in herkömmlicher Weise mit unterschiedlichen Zahnrädern in dem Getriebe in Eingriff und außer Eingriff bringbar ist.