DE102008033258A1

DE102008033258A1 - Stütze in einer Getriebeanordnung

Info

Publication number: DE102008033258A1
Application number: DE102008033258A
Authority: DE
Inventors: Harald Martini; Umberto Rocca
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-01-21
Also published as: IT1397875B1; CN201627899U; ITMI20091081A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung (1, 17), in der zumindest ein Zahnrad (2, 18, 42) auf einem Achswellzapfen (4, 20, 43) sitzt und bei der der Achswellzapfen (4, 20, 43) mit mindestens einer Stütze (5, 21, 41) an einem Gehäuse (8, 24) der Getriebevorrichtung (1, 17) abgestützt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung, in der zumindest ein Zahnrad auf einem Achswellzapfen sitzt und bei der der Achswellzapfen mit mindestens einer Stütze an einem Gehäuse der Getriebevorrichtung abgestützt ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Stütze ist in DE 100 02 026 A1 beschrieben. Die Stütze ist in diesem Fall ein Lagerschild zur Lagerung der Achse eines Zwischenrades. Diese Stützen ersetzen häufig Wandabschnitte in Gehäusen von Fahrzeuggetrieben und sind an den Stellen angeordnet, an denen aus fertigungs- oder montagetechnischen Gründen keine Wandabschnitte ausgebildet werden können. Bei der Montage der Anordnung wird der Achswellzapfen auf der einen Seite in eine entsprechende Bohrung des Gehäuses eingeführt, dann das jeweilige Zahnrad aufgesetzt und schließlich auf der anderen Seite in die entsprechende Aufnahme der Stütze montiert. Die Montage ist teils relativ kompliziert, da wenig Platz für die Montage der einzelnen Teile vorhanden ist. Außer dem muss die Mittelachse des Achswellzapfens so genau wie möglich parallelkonzentrisch zur Mittelachse der Bohrung im Gehäuse ausgerichtet werden, um ungewünschte Schrägstellungen und andere Form- und Lageabweichungen der Stellung des Zahnrades zum Zahneingriff hin zu vermeiden. Der Genauigkeit der Montage sind in diesem Falle jedoch aufgrund fertigungsbedingter Toleranzen an der Stütze selbst und an den Abständen zwischen der Befestigung der Stütze am Gehäuse des Getriebes und der theoretischen Ideallage der Mittelachse des Achswellzapfens Grenzen gesetzt.
An anderen Stellen ist es aus Platzgründen zwar möglich, Wandabschnitte des Getriebegehäuses als Stützen auszubilden, jedoch sind in dem Falle die Kosten für die Werkzeuge und der Aufwand zur anschließenden Herstellung der Lagerbohrung relativ hoch. Außerdem gibt es auch in diesem Fall aus Bauraumgründen Probleme bei der Montage. Eine derartige Stütze ist in US 2,552,765 A zur Lagerung einer Getriebeeingangswelle und eines darauf verschiebbaren Schaltrades beschrieben.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es eine Anordnung zu schaffen, die sich einfach und kostengünstig herstellen lässt und die mit geringem Aufwand und sehr genau im Getriebe montiert werden kann.
Diese Aufgabe ist mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Zumindest die Stütze und der Achswellzapfen sind vor der Montage in das Getriebe zu einer vormontierten Baueinheit zusammengesetzt. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass auch das mit der Stütze gestützte Zahnrad bzw. die gestützten Zahnräder und alle weiteren zur Lagerung und Sicherung an der Stütze gehörigen Einzelteile vor der Montage in das Gehäuse des Fahrzeugbetriebes zu einer Baueinheit montiert sind. Da die relativ aufwändige Montage der Einzelteile außerhalb des Getriebes stattfindet, kann diese beim Hersteller der Einzelteile kostengünstig vorgenommen werden. Zum einen wird der Einsatz von Montagewerkzeugen und anderen Hilfsmitteln möglich, die sich beispielsweise aus Bauraumgründen bei einer Montage der Einzelteile direkt in das Getriebe nicht verwenden ließen. Zum anderen werden die Montagezeiten beim Lieferanten und beim Getriebehersteller kürzer und die Kosten für das Produkt geringer. Der Getriebehersteller ist hinsichtlich Montagezeiten und Kosten entlastet, da nun mehr nur noch die Baugruppe und nicht mehr die Einzelteile ins Getriebe montiert werden müssen. Der Getriebehersteller profitiert von dieser Maßnahme außer dem dadurch, das komplizierte Strukturen am Getriebegehäuse wegfallen und somit die Kosten zur Herstellung des Gehäuses geringer werden.
Eine Stütze ist im Sinne der Erfindung ein zu dem Gehäuse des Getriebes separates Maschinenteil, das zumindest eine oder mehrere Aufnahmen zur Lagerung von einem oder mehreren Achswellzapfen aufweist sowie mit einem oder mehreren Befestigungselement(en) zur Befestigung der Stütze an dem Gehäuse des Getriebes versehen ist.
Unter Achswellzapfen sind im Sinne der Erfindung Maschinenelemente zu verstehen, die Achsen, Wellen oder Bolzen sind und die geeignet sind, ein oder mehrere Zahnräder zu stützen. Achsen sind insbesondere zur drehbaren Lagerung von Zahnrädern vorgesehen, ohne dass durch die Achse selbst Leistung übertragen wird. Wellen sind in einem Leistungsfluss Leistungsüberträger.
Zapfen sind kurze Achsen oder Wellen, zum Beispiel Planetenradbolzen in einem Planetengetriebe, die ausschließlich zur Lagerung von Zahnrädern der beschriebenen Anordnung vorgesehen sind und sich deshalb auch nur ausschließlich über die Stütze zum Gehäuse des Getriebes abstützen.
Es ist möglich, dass das Zahnrad drehbar auf dem Achswellzapfen radial gelagert ist. Alternativ dazu ist das jeweilige Zahnrad drehfest mit dem Achswellzapfen verbunden und der Achswellzapfen ist drehbar in der Stütze radial gelagert. Je nach Funktion der Anordnung sind auch Kombinationen dieser zuvor genannten Lagerungen vorgesehen. Außerdem kann das Zahnrad alternativ in axialer Richtung mit dem Achswellzapfen relativ zur Stütze oder auf dem Achswellzapfen relativ zu diesem verschoben werden. Außerdem sind schwimmende Lagerungen oder Festlagerungen vorgesehen. Schwimmende Lagerungen wirken axial beweglich ausgleichend. Festlagerungen lassen axial keine Ausgleichsbewegung zu.
Unter Gehäuse des Getriebes sind alle stützstrukturartigen Konstruktionen und Bauteile zu verstehen, in/an denen Maschinenelemente wie Zahnräder zur Übertragung von Leistungsflüssen aufgenommen, gelagert oder gekapselt sind. Dazu zählen demnach neben den klassischen Gehäusen auch Planetenträger bzw. die Gehäuse von Planetengetrieben, Differenzialen und anderen getrieblichen Anordnungen.
Aufnahmen in der Stütze sind beispielsweise Durchgangsbohrungen/Durchgangslöcher oder Sacklöcher für die Aufnahme des Achswellzapfens bzw. für ein Gleit- oder Wälzlager, mit dem der Achswellzapfen in der Stütze gelagert ist.
Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stütze und der Achswellzapfen untrennbar miteinander verbunden sind. Untrennbar miteinander verbunden heißt, dass die Elemente nicht zerstörungsfrei voneinander getrennt werden können. Stütz- und Achswellzapfen sind entweder einteilig ausgebildet oder untrennbar formschlüssig, kraftschlüssig bzw. stoffschlüssig miteinander verbunden.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Stütze und der Achswellzapfen zerstörungsfrei voneinander trennbar sind. Zerstörungsfrei heißt, dass die Bauteile können durch verschiedenste denkbare Montageverfahren mehrfach miteinander verbunden und wieder voneinander getrennt werden können, ohne dass der Aufbau und die Funktion dieser Bauteile zerstört wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das die Stütze ein Umformteil aus Blech ist. Durch Kaltumformen wie Ziehen, Prägen, Biegen oder Stanzen hergestellte Stützen sind insbesondere der in Massenfertigung kostengünstig herzustellen und sind deshalb weit billiger als die Herstellung von Gehäuseabschnitten aus Guss. Spanlos hergestellt sind auch Gewindeabschnitte oder buchsenartigen Aufnahmen an der Stütze, mit deren Hilfe die Stütze am entsprechenden Getriebebauteil befestigt ist oder in denen der Achswellzapfen gelagert ist. Gewinde werden beispielsweise gerollt. Die Aufnahmen sind Durchzüge zur Gestaltung von Durchgangslöchern oder napfartige Ausformungen zur Gestaltung von Sacklöchern. Es ist weiterhin vorgesehen, dass Befestigungselemente wie Muttern oder Schrauben, Wälzlager bzw. Gleitlager, Stifte, Laschen oder andere Führungselemente form-, kraft- oder stoffschlüssig an der Stütze befestigt sind.
Weitere Ausgestaltungen sowie Ausführungsformen der Erfindung sind im nachfolgenden Kapitel „Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen” näher beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Getriebevorrichtung in einem nicht weiter dargestellten Fahrzeuggetriebe,
2 ein Ausführungsbeispiel einer Stütze in einer Gesamtansicht,
3 die Frontalansicht der Stütze nach 2,
4 einen Längsschnitt durch die Stütze nach 2 entlang der Linie IV-IV,
5 das Detail Z nach 4, vergrößert und nicht maßstäblich dargestellt,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Getriebevorrichtung mit einem Längsschnitt in einem nicht weiter dargestellten Fahrzeuggetriebe,
7 eine Hauptansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Stütze,
8 die Seitenansicht der Stütze nach 7,
9 einen Längsschnitt durch die Stütze nach 7 entlang der Linie IX-IX nach 8 und
10 eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Stütze in einem Längsschnitt.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Getriebevorrichtung 1. Die Getriebevorrichtung 1 ist durch ein Zahnrad 2 gebildet, dass axial mit der Mittelachse 3 gleichgerichtet längsverschiebbar auf einem Achswellzapfen 4 sitzt. Die Getriebevorrichtung 1 ist weiterhin durch eine Stütze 5 und durch ein Befestigungselement in Form einer Schraube 6 sowie einer Bohrung 7 in einem nur teilweise dargestellten Gehäuse 8 eines Fahrzeuggetriebes gebildet.
Das schaltbare Zahnrad 2 ist um die Mittelachse 3 drehbar auf dem Achswellzapfen 4 gelagert. Der Achswellzapfen 4 ist an einer Seite axial fest radial an der Stütze 5 gehalten und gegenüber dem Gehäuse 8 abgestützt. An der anderen Seite steckt der Achswellzapfen 4 in der Bohrung 7. Die Stütze 5 ist mittels der Schraube 6 an dem Gehäuse 8 befestigt. Dazu weist die Stütze 5 ein Gewinde 9 auf, in das ein entsprechendes Gegengewinde der durch ein Durch gangsloch 10 des Gehäuses 8 hindurch gesteckten Schraube 6 eingeschraubt ist.
Wie aus den 2 bis 5 hervorgeht, sind die Stütze 5 und der Achswellzapfen 4 eine zum Gehäuse 8 separate vormontierte Baueinheit 11. Die Stütze 5 ist ein schalenförmig ausgebildetes Bauteil mit einem umlaufenden Versteifungsrand 12 und einem Boden 13. Der Boden 13 und der Versteifungsrand 12 sind einteilig ausgebildet. Die Stütze 5 ist ein kalt spanlos durch Umformen aus Blech hergestelltes Bauteil, aus dessen Boden 13 einen Bund 14 in axialer Richtung durchgestellt ist. Die Wand des Bundes 14 ist parallel zum Rand 12 und mit dem Rand 12 in die gleiche Richtung ausgerichtet (siehe insbesondere das Detail Z aus 4 in 5). Der Achswellzapfen 4 ist in den Bund 14 eingepresst, so dass die Stütze 5 und der Achswellzapfen 4 untrennbar zu einer Einheit miteinander verbunden sind. Gegebenenfalls ist der rohrförmighohlzylindrisch ausgebildete Achswellzapfen 4 stoffschlüssig an dem Bund 14 beispielsweise durch Schweißen gesichert. In den Boden 13 ist eine Freimachung 15 gestanzt, um ausreichend Bauraum für eine Gewindemutter 16 zu schaffen. Die Gewindemutter 16 weist das Gewinde 9 auf und ist an dem Versteifungsrand 12 befestigt.
6 zeigt eine Getriebevorrichtung 17. Die Getriebevorrichtung 17 ist durch ein Zahnrad 18 gebildet, dass mittels eines nicht näher beschriebenen Wälzlagers 19 drehbar radial auf einem Achswellzapfen 20 gelagert ist. Die Getriebevorrichtung 17 ist weiterhin durch eine Stütze 21 und durch ein Befestigungselement in Form einer Schraube 22 sowie einer Bohrung 23 in einem nur teilweise dargestellten Gehäuse 24 eines Fahrzeuggetriebes gebildet.
Der Achswellzapfen 20 ist axial fest und beidseitig radial an der Stütze 21 gehalten und gegenüber dem Gehäuse 24 abgestützt. Die Stütze 21 ist mittels der Schraube 22 an dem Gehäuse 24 befestigt. Dazu weist die Stütze 21 ein Gewinde 25 auf, in das ein entsprechendes Gegengewinde der durch die Bohrung 23 des Gehäuses 24 hindurch gesteckten Schraube 22 eingeschraubt ist. Weiterhin ist an der Stütze 21 eine Befestigungslasche 26 mit einem Loch 51 ausgebildet (8), über die die Stütze 21 gegenüber dem Gehäuse 24 gegen Verdrehen um die Achse 52 (Symmetrieachse der Schraube 22) an dem Gehäuse 24 gesichert werden kann.
Wie aus den 7 bis 9 hervorgeht, sind die Stütze 21, das Zahnrad 18 und der Achswellzapfen 20 eine zum Gehäuse 24 separate vormontierte Baueinheit 27. Die Stütze 21 ist ein einteiliges U-Profil-förmig ausgebildetes Bauteil mit zwei zueinander parallelen Schenkeln 28 und 29, welche durch einen Steg 30 miteinander verbunden sind.
Die Stütze 21 ist ein kalt spanlos durch Umformen aus Blech durch Stanzen, Prägen und Rollieren hergestelltes einteiliges Bauteil, aus dessen Steg 30 ein Gewindebund 31 durchgestellt ist. In den Gewindebund 31 ist das Gewinde 25 rolliert alternativ eingeschnittenen ist. Der Achswellzapfen 20 sitzt auf jeder Seite jeweils in einem Durchgangsloch 32 und 33 des jeweiligen Schenkels 28 bzw. 29, so dass die Stütze 21 und der Achswellzapfen 20 untrennbar zu einer Einheit miteinander verbunden sind. Gegebenenfalls ist der Achswellzapfen 20 stoffschlüssig an einem bzw. beiden Schenkel 28 und 29 beispielsweise durch Schweißen gesichert.
An einer Seite ragt der Achswellzapfen 20 axial über die Stütze 21 hinaus, weist ein von dort ausgehendes Sackloch 34 auf und ist dort mit einer Aussparung 35 zum Schöpfen von Schmieröl versehen. Das Schmieröl wird in dem Sackloch 34 gesammelt und über eine Schmierbohrung 36 zum Wälzlager 19 und von dort aus über eine Schmierbohrung 37 zur Verzahnung 38 des Zahnrades 18 für den Zahneingriff mit einem weiteren Zahnrad geleitet.
Das Zahnrad 18 sitzt auf dem Achswellzapfen 20 und ist axial zwischen den Schenkeln 28 und 29 gehalten. Zwischen dem Zahnrad 18 und dem jeweiligen Schenkel 28 bzw. 29 ist jeweils ein Gleitlager 39 bzw. eine axiale Anlaufscheibe angeordnet.
10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Baueinheit 40, welche beispielsweise in einer Anordnung nach 6 gegen die Baueinheit 27 austauschbar ist. Die Baueinheit 40 weist eine als U-Profil ausgebildete Stütze 41, ein Zahnrad 42, einen Achswellzapfen 43 sowie zwei nicht näher dargestellte Wälzlager 44 und 45 auf. Das Zahnrad 42 sitzt fest auf dem Achswellzapfen 43. Der Achswellzapfen 43 ist mittels der Wälzlager 44 und 45 drehbar radial an der Stütze 41 gelagert. Die Baueinheit 40 ist durch Demontage der Wälzlager 44 und 45 zerstörungsfrei in die Einzelteile zerlegbar.
Die Stütze 41 ist dreiteilig aus zwei Schenkeln 46 und 47 und einem Steg 48 zwischen den Schenkeln 46 und 47 gebildet. Die Schenkel 46 und 47 sowie der Steg 48 sind Umformteile aus Blech und beispielsweise formschlüssig oder stoffschlüssig bzw. durch eine Kombination aus Form- und Stoffschluss miteinander verbunden. Zwischen den Schenkeln 46 und 47 ist an dem Steg eine Gewindemutter 49 befestigt. Jeder der Schenkel 46 und 47 weist einen axial hervorstehenden Bund 50 auf. Der jeweiligen Bund 50 ist Sitz für jeweils eines der Wälzlager 44 bzw. 45.

1: Getriebevorrichtung
2: Zahnrad
3: Mittelachse
4: Achsesellzapfen
5: Stütze
6: Schraube
7: Bohrung
8: Gehäuse
9: Gewinde
10: Durchgangsloch
11: Baueinheit
12: Versteifungsrand
13: Boden
14: Bund
15: Freimachung
16: Gewindemutter
17: Getriebevorrichtung
18: Zahnrad
19: Wälzlager
20: Achswellzapfen
21: Stütze
22: Schraube
23: Bohrung
24: Gehäuse
25: Gewinde
26: Befestigungslasche
27: Baueinheit
28: Schenkel des U-Profils
29: Schenkel des U-Profils
30: Steg
31: Gewindebund
32: Durchgangsloch
33: Durchgangsloch
34: Sackloch
35: Aussparung
36: Schmierbohrung
37: Schmierbohrung
38: Verzahnung
39: Gleitlager
40: Baueinheit
41: Stütze
42: Zahnrad
43: Achswellzapfen
44: Wälzlager
45: Wälzlager
46: Schenkel
47: Schenkel
48: Steg
49: Gewindemutter
50: Bund
51: Loch
52: Achse
53: Zahnrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10002026 A1 [0002]
- US 2552765 A [0003]

Claims

Getriebevorrichtung (1, 17), in der zumindest ein Zahnrad (2, 18, 42) auf einem Achswellzapfen (4, 20, 43) sitzt und bei der der Achswellzapfen (4, 20, 43) mit mindestens einer Stütze (5, 21, 41) an einem Gehäuse (8, 24) der Getriebevorrichtung (1, 17) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Stütze (5, 21, 41) und Achswellzapfen (4, 20, 43) eine zum Gehäuse (8, 24) separate vormontierte Baueinheit (11, 27, 40) sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (5, 21) und der Achswellzapfen (4, 20) untrennbar miteinander verbunden sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Stütze (41) und der Achswellzapfen (43) demontierbar zur Baueinheit (40) montiert sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achswellzapfen (43) drehbar an der Stütze (41) gelagert ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achswellzapfen (4, 20) unbeweglich an der Stütze (5, 21) fest ist und dass das Zahnrad (2, 18) drehbar auf dem Achswellzapfen (4, 20) befestigt ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stütze (41), Zahnrad (42) und Achswellzapfen (43) zu der separaten Baueinheit (40) montiert sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achswellzapfen (43) zweifach an der Stütze (41) gelagert ist.
Stütze der Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (5, 21, 41) wenigstens ein Umformteil aus Blech aufweist.
Stütze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (21, 41) U-förmig mit zwei parallelen Schenkeln (28, 29, 46, 47) sowie mit einem die Schenkel (28, 29, 46, 47) verbindenden Steg (30, 48) aufweist, wobei der Achswellzapfen (20, 43) an den Schenkeln (28, 29, 46, 47) gelagert ist.
Stütze nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (21) ein zumindest teilweise aus plastisch verdrängtem Material gebildetes Gewinde (25) aufweist.