WO2025176752A1

WO2025176752A1 - Getriebe

Info

Publication number: WO2025176752A1
Application number: PCT/EP2025/054520
Authority: WO
Inventors: Carsten Schupp
Original assignee: Daimler Truck AG
Current assignee: Daimler Truck Holding AG
Priority date: 2024-02-22
Filing date: 2025-02-20
Publication date: 2025-08-28
Anticipated expiration: 2026-08-22
Also published as: DE102024104956A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle (12) und darauf drehbar gelagerten axial distanzierten Antriebszahnrädern (11a, 11b), und mit einer dazwischen liegenden mit der Antriebswelle (12) drehfest angeordneten Nabe (17), mittels welcher eine Schaltmuffe (14) mittels einer Verzahnung drehfest tragbar ist, welche wiederum mittels einer Schaltgabel (16) und zumindest einem Gleitstein (18) axial verschiebbar ist und mittels welcher die Antriebswelle (12) mit dem jeweiligen Antriebszahnrad (11a, 11b) verschaltbar ist, wobei die Schaltmuffe (14) axial hälftig geteilt ist.

Description

Getriebe

Die Erfindung betrifft ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 102015 100 906 A1 ist eine Synchronisiereinrichtung offenbart, umfassend ein Eingangsteil, das um eine Drehachse drehend antreibbar ist, ein Ausgangsteil, das koaxial zum Eingangsteil angeordnet und relativ zu diesem drehbar ist, einen Synchronring, der mit dem Eingangsteil drehfest und axial beweglich verbunden ist, wobei der Synchronring zumindest mittelbar mit dem Ausgangsteil in Reibkontakt bringbar ist, um eine Drehzahl des Eingangsteils und eine Drehzahl des Ausgangsteils aneinander anzugleichen. Zudem umfasst die Synchronisiereinrichtung ein Federelement, das zwischen dem Eingangsteil und dem Synchronring mit Vorspannung derart angeordnet ist, dass das Federelement den Synchronring in Richtung Eingangsteil axial beaufschlagt, wobei das Federelement einen Befestigungsabschnitt aufweist, der axial und radial an dem Eingangsteil befestigt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe derart weiterzuentwickeln, dass die Qualität der Komponenten höher bereitgestellt ist und Berücksichtigung des Kostenfaktors.

Diese Erfindung wird mittels eines Getriebes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, das eine Antriebswelle mit axial distanzierten Antriebszahnrädern aufweist, die darauf drehbar gelagert sind. Zwischen diesen Zahnrädern befindet sich eine Nabe, die drehfest auf der Antriebswelle angeordnet ist. Diese Nabe trägt eine Schaltmuffe, die durch eine Verzahnung mit der Nabe drehfest verbunden ist. Die Schaltmuffe kann mittels einer Schaltgabel und zumindest einem Gleitstein axial verschoben werden, um die Antriebswelle mit dem jeweiligen Zahnrad zu verbinden.

Die Herstellung einer breiten Schaltmuffe mit Innenverzahnung und rückläufiger Verzahnungsgeometrie gestaltet sich schwierig und führt zu einer geringeren Qualität. Bei der Fertigung beginnend mit der Innenverzahnung ist ein Räumprozess erforderlich, und das Überspringen von Arbeitsschritten, wobei die Arbeitsschritte besser zueinander passen und die Werkzeuge kostengünstiger sind, ist nicht möglich. Das Rückläufigmachen auf beiden Seiten kann nicht in einem einzigen Schritt erfolgen, aufgrund der Steifigkeit des breiten Werkzeugs. Dies erfordert eine Drehung des Teils zwischen dem Rückläufigmachen von einer ersten Seite und einer zweiten Seite. Die breite Geometrie führt zu einer hohen Verformung aufgrund der Härtung.

In der Regel sind Schaltmuffen so schmal wie möglich gestaltet. Der Raum zwischen den zu verschiebenden Teilen ist normalerweise begrenzt. Falls dies nicht der Fall ist, kann die Schaltmuffe verdoppelt werden, und beide Hälften können unabhängig voneinander verschoben werden. In diesem Fall muss jedoch ein Mechanismus vorhanden sein, der ein gleichzeitiges Eingreifen beider Hälften verhindert.

Um die gestellte Aufgabe zu lösen, ist vorgesehen, dass die Schaltmuffe axial in zwei Hälften und somit in einen ersten Teil und in einen zweiten Teil geteilt ist. Das Design einer geteilten Schaltmuffe, bei dem beide Hälften identisch sind, erfordert keine Fixierung. Die Vorrichtung besteht aus zwei Schiebeblöcken, welche ohnehin benötigt werden, mit einer neuen Geometrie. Dies führt zu einer höheren Qualität der Teile und einer kostengünstigeren Gestaltung.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verzahnung der jeweiligen Hälfte separat gefertigt ist. Dies ermöglicht bspw. eine präzisere Herstellung und Qualität der Verzahnung in jeder Hälfte der Schaltmuffe, was zu einer insgesamt verbesserten Leistung und Haltbarkeit des Getriebes führt.

In noch einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass für die Verzahnung Wälzschälen vorgesehen sind. Das Wälzschälen ist ein effizientes Verfahren zur Herstellung von genauen Verzahnungen. Dies führt bspw. zu einer geringeren Verschleißrate und einer längeren Lebensdauer der Schaltmuffe. In noch einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schaltgabel beide Hälften gemeinsam führt. Dies erleichtert die Bedienung und Steuerung des Getriebes, da beide Hälften der Schaltmuffe synchron und reibungslos verschoben werden können, wodurch auch bspw. die Schaltvorgänge verbessert werden.

In noch einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Schaltmuffe an ihrer Außenseite einen umlaufenden Bund aufweist, welcher insbesondere die Stabilität und Festigkeit der Schaltmuffe erhöht und zur Gesamtrobustheit des Getriebes beiträgt.

Schließlich ist es in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der zumindest eine Gleitstein den Bund umgreift. Somit kann eine sichere und zuverlässige Verbindung zwischen dem Gleitstein und der Schaltmuffe bereitgestellt werden, um die Schaltung bspw. zu verbessern und minimale Verschleißerscheinungen während des Betriebs des Getriebes zu ermöglichen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Dabei zeigt die einzige Fig. 1 einen Querschnitt eines Bereichs des Getriebes zur Versachlichung einer angeordneten Schaltmuffe.

Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer möglichen Ausgestaltung eines Getriebes 10 eines Kraftfahrzeugs, wobei ein erstes Zahnrad 11a und ein zweites Zahnrad 11b dargestellt werden, sowie eine Antriebswelle 12, wobei an der Antriebswelle 12 darauf drehbar gelagerte axial distanzierte Antriebszahnräder als die Zahnräder 11a, 11b vorgesehen sind. Zudem ist mit einer zwischen den Zahnrädern 11a, 11b liegenden und mit der Antriebswelle 12 drehfest angeordnete Nabe 13 vorgesehen, die eine Schaltmuffe 14 aufweist, welche mittels einer Verzahnung drehfest durch die Nabe 13 getragen wird. Die Schaltmuffe 14 umfasst zwei Hälften und somit einen ersten Teil 14a und einen zweiten Teil 14b und ist demnach zweiteilig aufgebaut. Die Schaltmuffe 14 ist mittels einer Schaltgabel 16 und zumindest einem Gleitstein 18 axial verschiebbar und die Antriebswelle 12 mit dem jeweiligen Zahnrad 11a, 11b verschaltet. Insbesondere ist es hier vorgesehen, dass die Schaltmuffe 14 axial hälftig geteilt ist, d.h. dass der erste Teil 14a und der zweite Teil 14b bereitgestellt ist, bzw. die zwei Teile 14a, 14b sind als getrennte Teile vorgesehen.

Ferner ist noch ein Schaltgabelmaul 17 dargestellt sowie der Gleitstein 18, welche als Teil des Getriebes 10 in der Figur 1 vorgesehen sind. Die Verzahnung der jeweiligen Hälften bzw. der jeweiligen Teile 14a, 14b kann separat gefertigt sein. Für die Verzahnung ist bspw. ein Wälzschälen vorgesehen, wobei auch weitere Herstellungsverfahren möglich sind. Zudem ist es auch vorgesehen bzw. möglich, dass die Schaltgabel 16 beide Hälften der Schaltmuffe 14 und somit den ersten Teil 14a und den zweiten Teil 14b gemeinsam führt. Ferner kann es möglich sein, dass die Schaltmuffe 14 an ihrer Außenseite einen umlaufenden Bund aufweist. Schließlich ist es auch vorgesehen, dass der zumindest eine Gleitstein 18 den Bund umgreift.

Insbesondere ist es hierbei vorgesehen, dass die Schiebemuffe bzw. Schaltmuffe 14 in zwei identische Teile getrennt wird, nämlich dem ersten Teil 14a und dem zweiten Teil 14b, wodurch eine Gleitsteinnut zugunsten der umlaufenden Bunden entfällt. Ferner umfasst der Gleitstein 18 die neue Schiebemuffe bzw. Schaltmuffe 14 und das Schaltkabelmaul 17 wird entsprechend korrespondierend weiter ausgebildet, um Platz für die neuen Gleitsteine 18 bereitzustellen.

In anderen Worten nimmt der Gleitstein 18 die beiden Muffenhälften bzw. Teile 14a, 14b gleichzeitig mit. Diese müssen daher nicht miteinander verbunden werden. Zudem ist eine Translation T bzw. eine translatorische Bewegung von Schaltgabel 17 bzw. Gleitstein 18 bzw. Schiebemuffen bzw. Schaltmuffen 14 vorgesehen.

Schließlich ist noch ein erster Drehmoment M1 und ein zweiter Drehmoment M2 vorgesehen, welche von der Antriebswelle 12 ausgehen und von den Muffenhälften bzw. von den Teilen 14a, 14b ausgehen und diese direkt in die jeweiligen Zahnräder 11a, 11b. Übergehen. Es ist immer nur eine Muffenhälfte bzw. ein Teil 14a, 14b mit einem jeweiligen Drehmoment M1 , M2 beaufschlagt. Ein Schalten der Schaltmuffe 14 in eine Richtung verhindert das gleichzeitige Schalten zweier Gänge durch räumliche Trennung beider. Mit anderen Worten: Der Gleitstein 18 steuert beide Muffenhälften oder Teile 14a, 14b gleichzeitig, ohne dass diese miteinander verbunden werden müssen.

Zusammenfassend beschreibt die Erfindung einen Entwurf für die Herstellung einer breiten Schiebemuffe bzw. Schaltmuffe 14 bzw. (engl.) „a design for manufacturing of wide sliding sleeve”.

Bezugszeichenliste

10 Getriebe

11a erstes Zahnrad

11b zweites Zahnrad

12 Antriebswelle

14 Schaltmuffe

14a erster Teil

14b zweiter Teil

16 Schaltgabel

17 Schaltgabelmaul

18 Gleitstein

M1 erstes Drehmoment

M2 zweites Drehmoment

T Translation

Claims

Patentansprüche

1. Getriebe (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle (12) und darauf drehbar gelagerten axial distanzierten Antriebszahnrädern (11a, 11b), und mit einer dazwischen liegenden mit der Antriebswelle (12) drehfest angeordneten Nabe (17), mittels welcher eine Schaltmuffe (14) mittels einer Verzahnung drehfest tragbar ist, welche wiederum mittels einer Schaltgabel (16) und zumindest einem Gleitstein (18) axial verschiebbar ist und mittels welcher die Antriebswelle (12) mit dem jeweiligen Antriebszahnrad (11a, 11b) verschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (14) axial hälftig geteilt ist.

2. Getriebe (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzahnung der jeweiligen Hälften der Schaltmuffe (14) separat gefertigt ist.

3. Getriebe (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verzahnung ein Wälzschälen vorgesehen sind.

4. Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Schaltgabel (16) beide Hälften der Schaltmuffe (14) gemeinsam führbar sind.

5. Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmuffe (14) an ihrer Außenseite einen umlaufenden Bund aufweist.

6. Getriebe (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Gleitstein (18) den Bund umgreift.