DE10039835A1 - Gehäuse für Kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

Abstract

Das Gehäuse für ein Kraftfahrzeuggetriebe in Vorgelegewellenbauweise, mit koaxialer Antriebs- und Abriebswelle und mit gleichen axialen Längsabmessungen, jedoch unterschiedlichen Achsabständen zwischen Hauptwelle und Vorgelegewelle, ist ein Gußteil, in das Lagerstellen für die Aufnahme der Vorgelegewelle eingesetzt sind, die derart ausgestaltet sind, dass durch unterschiedliche Bearbeitung der Lagerstellen die unterschiedlichen Achsabstände zwischen Hauptwelle und Vorgelegewelle herstellbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für Kraftfahrzeuggetriebe in Vorgelegewellenbauweise, mit koa­ xialen Antriebs- und Abtriebswellen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Kostendruck zwingt Getriebehersteller, die notwen­ digen Varianten einer Produktpalette mit einem Minimum von unterschiedlichen Bauteilen zu realisieren. Entscheidend sind nicht allein die variablen Produktkosten, d. h. Mate­ rial- und Bearbeitungskosten, sondern auch die Komplexi­ tätskosten, die durch die Vielzahl von Bauteilen entstehen.

Veränderungen bei Verbrennungsmotoren durch Einführung elektronischer Einspritztechnik und das Bedürfnis für ko­ stenoptimale Lösungen für die unterschiedlichen Einsatzbe­ dürfnisse der Fahrzeuge führen zwangsläufig zu unterschied­ lichen Produkten.

Mehrbereichsgetriebe mit oder ohne Splittergetriebe, Hauptgetriebe und Gruppengetriebe sind heute weltweit ver­ breitet. Ein Beispiel ist das von der Anmelderin unter der Bezeichnung ZF ECOSPLIT 16-Gang angebotene Getriebe, das beispielsweise in der Veröffentlichung "Johannes Lohmann Zahnradgetriebe, 3. Auflage, Springerverlag, Berlin Heidel­ berg, 1996 auf den Seiten 2, 6, 4ff in verschiedenen Ausge­ staltungen dargestellt ist. Diese Lösung für die Verwendung gleicher Teile für unterschiedliche Getriebe verwendet un­ terschiedliche Radbreiten zur Übertragung verschieden gro­ ßer Drehmomente. Unterschiedliche Übersetzungsreihen erge­ ben Ausführungen für Direktgang- oder Schnellgangversionen.

Anpassungen können durch Längenänderungen der Räder, der Wellen, des Gehäuses, der Schaltung, etc. vorgenommen wer­ den. Zusätzliche Aggregate, wie ein Intarder können zu ei­ ner Änderung des Gehäuses und der antreibenden Verzahnungen führen.

Ein weiteres bekannte Mehrbereichsgetriebe wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung ZF AS Tronic 12- oder 16 Gang in zwei Vorgelegewellenbauweise hergestellt. Hier­ mit ist die Übertragung verschieden großer Drehmomente durch unterschiedlichen Radsatzaufbau und Verzahnungsbreite möglich. Der daraus resultierende maximal mögliche Gleich­ teilegrad ist jedoch konzeptionell begrenzt.

Aus der DE 41 29 290 ist eine Getriebebaureihe bei einem mehrgängigen Getriebe zur Verringerung der Teileviel­ falt für verschiedene zulässige Eingangsdrehmomente be­ kannt. Hier sind aber nur Getriebe mit jeweils gleicher Anzahl an Übersetzungsstufen vorgesehen. Die Getriebebau­ reihen betreffen keine Getriebe mit unterschiedlicher Gang­ zahl.

Vielfach weisen diese Getriebe Versionen mit zwei un­ terschiedlichen Übersetzungsreihen auf. Dies wird von den Getriebeherstellern angeboten, damit den Fahrzeugherstel­ lern ansonsten baugleiche Getriebe zur Verfügung stehen, die an unterschiedliche Verwendungszwecke der Fahrzeuge angleichbar sind. So lassen sich beispielsweise Getriebe in Schnellgang- und Direktgangversionen bilden, die für Gelän­ de- oder Straßeneinsatz eines Fahrzeugs verwendet werden.

Aus der DE 198 31 293 der Anmelderin ist ein System von Bauformen zur Bildung einer Baureihe mit Getrieben mit unterschiedlicher Gesamtübersetzung oder einer unterschied­ lichen Anzahl von Übersetzungsstufen für Getriebe von Fahr­ zeugen bekannt, die aus drei hintereinander angeordneten Teilgetrieben bestehen, nämlich einem Hauptgetriebe, einem mehrgängigen Splitgetriebe und einem mehrgängigen Gruppen­ getriebe. Das Splitgetriebe und das Gruppengetriebe sowie die Gangstufen eines jeden Hauptgetriebes weisen bei allen Bauformen an allen Zahnrädern die gleiche Zähnezahl bei wenigstens denjenigen Zahnradpaarungen auf, die den Zahn­ radpaarungen der Bauform des Getriebes mit der geringsten Anzahl von Übersetzungsstufen entspricht.

Hiermit wird eine Baureihe von Getrieben geschaffen, wobei ausgehend von einer Grundvariante, die eine bestimmte Anordnung von Zahnradpaaren aufweist, eine weitere Variante erzeugt werden kann, indem in Form eines modularen Bauka­ stens nur ein Zahnradpaar geändert oder hinzugefügt wird. Dadurch lassen sich entweder unter Beibehaltung der bishe­ rigen Anzahl an Übersetzungsstufen eine veränderte Ge­ samtübersetzung des Getriebes erzielen oder eine höhere Anzahl an Übersetzungsstufen. In allen Fällen bleiben die Zahnräder des Gruppengriebes unverändert. Alle Zahnradpaare der Variante mit der geringsten Anzahl an Übersetzungsver­ hältnissen bleiben in allen Varianten erhalten.

Bei diesem Baukastenkonzept werden die Getriebe mit unterschiedlicher Drehmomentkapazität durch eine unter­ schiedliche Anzahl von Vorgelegewellen gebildet. Nachteilig an diesem Baukastenkonzept ist jedoch noch, dass das Drehmomentverhältnis zweier Getriebe aus wirtschaftlichen Gründen nicht frei wählbar ist. Außerdem ist eines der Ge­ triebe als Zweivorgelegewellengetriebe auszuführen, was tendentiell teuerer ist als eine drehmomentgleiche Lösung in Einvorgelegenwellebauweise.

Bei einem baukastenförmigen Getriebe, wie es eingangs unter der Bezeichnung ECOSPLIT beschrieben wurde, wird das Getriebe mit dem geringeren Drehmoment, d. h. mit schmalen Radbreiten tendentiell bezüglich Gewicht und Kosten benach­ teiligt im Vergleich zu einer speziell auf dieses Segment optimierten Lösung. Ein solcher Baukasten ist immer dann besonders geeignet, wenn die Hauptstückzahlen auf dem grö­ ßeren Getriebe liegen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, im Hinblick auf die Schaffung eines Getriebebaukastens mit idealerweise gleichem Radsatzaufbau für mehrere Varianten durch Variati­ on des Achsabstandes bei gleichem Längenaufbau, d. h. glei­ chen Radbreiten der Getriebe, ein Gehäuse zu schaffen, mit dem unterschiedliche Achsabstände zwischen Hauptwelle und Vorgelegewelle bei geringen Kosten verwirklicht werden kön­ nen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Gehäuse ist für Kraftfahrzeugge­ triebe in Vorgelegewellenbauweise bestimmt, mit koaxialen Antriebs- und Abtriebswellen und gegebenenfalls einer oder mehrerer hintereinander geschalteten Getriebegruppen, sowie mit gleichen axialen Längsabmessungen, jedoch unterschied­ lichen Achsabständen zwischen Hauptwelle und Vorgelegewel­ le, wobei in das Gehäuse ansonsten identische Getriebebau­ teile einsetzbar sind, sodass Getriebe mit unterschiedli­ cher Drehmomentkapazität entstehen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Gehäuse ein Gußteil ist, das Lagerstellen für die Aufnahme der Vorgele­ gewelle aufweist, die derart ausgestaltet sind, dass durch unterschiedliche Bearbeitung der Lagerstellen die unter­ schiedlichen Achsabstände zwischen der Hauptwelle und der Vorgelegewelle herstellbar sind.

Die Lagerstellen werden zusammen mit dem Rest des Ge­ häuses durch ein Gießverfahren erhalten und weisen die Form zweier sich teilweise schneidender Ringe auf, wobei der sich überlappende Bereich der beiden Ringe offen ist. Die beiden Ringe sind napfförmig ausgestaltet, mit einem Rand und einem den Rand an einer der beiden Seiten teilweise verschließenden Boden.

Zum einen lassen sich mit dem erfindungsgemäß ausge­ stalteten Gehäuse Mehrgang-Handschaltgetriebe in Vorgelege­ wellenbauweise mit einer oder mehrerer hintereinander ge­ schalteten Getriebegruppen und koaxialer Antriebs- und Ab­ triebswelle herstellen und zwar innerhalb eines modularen Baukastens mit unterschiedlicher Drehmomentkapazität durch mindestens zwei unterschiedliche Achsabstände zwischen Hauptwelle und Vorgelegewelle. Die einzelnen Getriebe des modularen Baukastens weisen dabei den gleichen Radsatzauf­ bau auf und entsprechen damit derselben Getriebeformel. Die einzelnen Getriebe des modularen Baukastens besitzen den gleichen axialen Längenaufbau, d. h. die gleiche Radbreite. Ebenso können für alle Getriebevarianten die identischen Getriebeschaltungen verwendet werden. Für alle Getriebeva­ rianten werden die gleichen Gußteile für die Gehäuse ver­ wendet, und die unterschiedlichen Positionen der Vorgelege­ wellen durch entsprechend alternative Bearbeitung der La­ gerstellen realisiert, wobei die Gehäuse derart ausgestal­ tet sind, dass ausreichend Material für beide alternative Lagerstellen vorgesehen ist. In einer besonders vorteilhaf­ ten Ausführungsform werden die Lagerstelle der Gehäuse durch entsprechend ausgeführte Wechselschiebertechnik (Druckgußwerkzeug) immer nur für die gewünschte Variante vorgegossen und entsprechend bearbeitet.

Ferner werden für alle Getriebevarianten die gleichen Schaltelemente verwendet (Klauenschaltung oder Synchroni­ sierung). Ebenfalls werden für alle Getriebevarianten die identische Lagerung der Wellen und Losräder verwendet, wo­ bei die Hauptwelle für alle Varianten identisch ist und auch die Antriebswelle identisch ausgebildet ist.

Werden die Getriebe als Mehrbereichsgetriebe mit nach­ geschalteter Bereichsgruppe ausgestaltet, so sind für alle Varianten die komplette Bereichsgruppe mitsamt dem Abtrieb identisch ausgebildet, einschließlich dem notwendigen Ab­ triebsgehäuse.

Es ist auch möglich, das Gehäuse für teilautomatisier­ te und/oder vollautomatisierte Getriebe einzusetzen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbei­ spiel dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 das Rohteil einer erfindungsgemäßen Lager­ stelle für die Vorgelegewelle eines Getrie­ bes, wobei die Lagerstelle in das Getriebe­ gehäuse eingesetzt ist,

Fig. 2 die bearbeitete Lagerstelle zur Ausbildung einer ersten Lageröffnung mit einem ersten Achsabstand zur Hauptwelle und

Fig. 3 die bearbeitete Lagerstelle der Ausbildung einer zweiten Lageröffnung mit einem zweiten Achsabstand zur Hauptwelle.

In den Figuren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist das eigentliche Gehäuse für ein Kraftfahrzeuggetriebe in Vorgelegewellenbauweise mit koaxialer Antriebs- und Abtriebswelle nicht darge­ stellt; das Getriebe selbst kann ggf. eine oder mehrere hintereinander geschaltete Getriebegruppen aufweisen, wobei das Gehäuse für die verschiedenen Varianten die gleichen axialen Längenabmessungen aufweist, jedoch unterschiedliche Achsabstände zwischen Hauptwelle und Vorgelegewelle ermög­ licht, sodass nach Einsetzen der üblichen bekannten Getrie­ bebauteile in das Gehäuse Getriebe mit unterschiedlicher Drehmomentkapazität hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Gehäuse ein Gußteil ist, das Lagerstellen 10 für die Aufnahme der (nicht darstellten) Vorgelegewelle aufweist, die derart ausgestaltet sind, dass durch unterschiedliche Bearbeitung der Lagerstellen 10 die unterschiedlichen Achsabstände zwi­ schen der (nicht darstellten) Hauptwelle und der Vorgelege­ welle herstellbar sind.

Wie Fig. 1 zeigt, in der ein Rohteil einer Lagerstel­ le 10 dargestellt ist, die als fester Bestandteil des Ge­ häuses zusammen mit dem Rest des Gehäuses durch ein Gieß­ verfahren erhalten wird, weist die Lagerstelle 10 die Form zweier sich teilweise schneidender Ringe 1, 4 auf, wobei der sich überlappende Bereich 7 der beiden Ringe 1, 4 offen ist. Die beiden Ringe 1, 4 sind vorzugsweise napfförmig ausgestaltet, mit einem Rand und einem den Rand an einer der beiden Seiten teilweise verschließenden Boden 2, 5.

Fig. 3 läßt erkennen, dass durch eine Abtragsbearbei­ tung der Boden 2 des ersten napfförmigen Ringes 1 und der diesen napfförmigen Ring 1 durchsetzende Teil 6 des zweiten napfförmigen Ringes 4 entfernt worden ist, sodass eine er­ ste Lageröffnung 9 für die Vorgelegewelle gebildet ist, die einen ersten Abstand zur Hauptwelle aufweist.

Fig. 2 läßt erkennen, dass aus dem Rohteil durch eine Abtragsbearbeitung der Boden 5 des zweiten napfförmigen Ringes 4 und der diesen napfförmigen Ring durchsetzende Teil 3 des ersten napfförmigen Ringes 1 entfernt worden ist, sodass eine zweite Lageröffnung 8 für die Aufnahme der Vorgelegewelle gebildet worden ist, die einen zweiten Achs- . abstand zur Hauptwelle ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die Gehäuse mit den mitgegossenen Lagerstellen prinzipiell gleich sind, wobei jedoch die in die Gehäuse eingesetzten Lagerstellen für die Vorgelegewelle eine unterschiedliche Bearbeitung erfordern. Durch geeignete Gestaltung der Rohteilgeometrie an dieser Stelle können aber die gleichen Gußteile dafür verwendet werden, wie es in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. Alternativ können die Rohteile für beide Varianten mit einer Wechselschiebertechnik hergestellt werden, d. h. un­ terschiedliche Rohteile jedoch gemeinsames Druckgußwerk­ zeug.

Die Drehmomente der beiden Getriebevarianten sind in relativ großen Grenzen frei wählbar und können daher opti­ mal den Marktbedürfnissen angepaßt werden. Die Achsabstände können für jede einzelne Variante optimal und beliebig festgelegt werden. Prinzipiell ist auch ein Baukasten mit mehr als zwei unterschiedlichen Achsabständen denkbar.

Die Nebenabtriebe können für beiden Varianten über das Rückwärtsgang-Zwischenrad angetrieben werden. Es können die gleichen Nebenabtriebe verwendet werden, wobei nur die Ne­ benabtriebs-Adapterwelle mit jeweils einer unterschiedli­ chen Verzahnung für die beiden Varianten ausgestattet wer­ den muß.

Das erfindungsgemäß ausgestaltete Gehäuse mit den La­ gerstellen bietet folgende Vorteile:

• - die Drehmomente für die Getriebevarianten sind unabhän­ gig voneinander wählbar;
• - es ist eine gewichts- und kostenoptimale Lösung für das jeweilige Drehmomentsegment möglich;
• - ein hoher Gleichteilegrad ist zwischen den Getriebeva­ rianten realisierbar (Rohteile für die verschiedenen Gehäuse, Innenschaltung, Lagerung, Planetengruppe/ Abtrieb, Antriebswelle, Hauptwelle, Schaltelemente, Synchronisierung, Peripherieteile, etc);
• - die Installation der Getriebevarianten in das Fahrzeug ist aufgrund der gleichen Einbaubreite und Einbaulänge identisch;
• - die Übersetzungen und Spreizungen der Getriebevarian­ ten können unterschiedlich sein und für das jeweilige Fahrzeugsegment optimiert werden;
• - die Getriebevarianten sind auf dem gleichen Montage­ band einsetzbar;
• - die größere Getriebevariante ist gewichts- und kosten­ optimal, wohingegen die kleinere Getriebevariante durch das geringfügig größere Gehäuse nur minimale Ge­ wichtsnachteile aufweist.

Damit verbindet das erfindungsgemäße Baukastenkonzept auf elegante, neue und überraschende Weise die Vorteile der bekannten Lösungen, ohne deren Nachteile aufzuweisen.

Bezugszeichen

1

Ring

2

Boden

3

Ringteil

4

Ring

5

Boden

6

Ringteil

7

Überlappungsbereich

8

Lageröffnung

9

Lageröffnung

10

Lagerstelle

Claims (5)

1. Gehäuse für ein Kraftfahrzeuggetriebe in Vorgelege­ wellenbauweise, mit koaxialer Antriebs- und Abtriebswelle, gegebenenfalls einer oder mehrerer hintereinander geschal­ teter Getriebegruppen und mit gleichen axialen Längsabmes­ sungen, jedoch unterschiedlichen Achsabständen zwischen Hauptwelle und Vorgelegewelle, wobei nach Einbau der übri­ gen identischen Getriebebauteile Getriebevarianten mit un­ terschiedlicher Drehmomentkapazität entstehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Guß­ teil ist, das Lagerstellen (10) für die Aufnahme der Vorge­ legewelle aufweist, die derart ausgestaltet sind, dass durch unterschiedliche Bearbeitung der Lagerstellen die unterschiedlichen Achsabstände zwischen der Hauptwelle und der Vorgelegewelle herstellbar sind.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Lagerstelle (10) zusammen mit dem Rest des Gehäuses durch ein Gießverfahren erhalten ist und die Form zweier sich teilweise schneidender Ringe (1, 4) aufweist, wobei der sich überlappende Bereich (7) der beiden Ringe (1, 4) offen ist.

3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die beiden Ringe (1, 4) napfförmig ausgestaltet sind, mit einem Rand und einem den Rand an einer der beiden Seiten teilweise verschließenden Boden (2, 5).

4. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Abtragbearbeitung der Boden (2) des ersten napfförmigen Ringes (1) und der diesen napfförmigen Ring (1) durchset­ zende Teil (6) des zweiten napfförmigen Ringes (4) entfernt worden ist, sodass eine erste Lageröffnung (9) für die Vor­ gelegewelle gebildet ist.

5. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Abtragbearbeitung der Boden (5) des zweiten napfförmigen Ringes (4) und der diesen napfförmigen Ring (4) durchset­ zende Teil (3) des ersten napfförmigen Ringes (1) entfernt worden ist, sodass eine zweite Lageröffnung (8) für die Vorgelegewelle gebildet ist, deren Abstand zur Hauptwelle sich von demjenigen der ersten Lageröffnung (9) unterschei­ det.