DE1255510B

DE1255510B - Anordnung des Ausgleichgetriebes und Lagerung der Wellen in einem Getriebegehaeuse aus Leichtmetall, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1255510B
Application number: DEP33442A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Imre Szodfridt
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1964-01-24
Filing date: 1964-01-24
Publication date: 1967-11-30
Also published as: GB1048677A; US3394610A

Description

Anordnung des Ausgleichgetriebes und Lagerung der Wellen in einem Getriebegehäuse aus Leichtmetall, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft die Anordnung des Ausgleichgetriebes und Lagerung der Wellen in einem Getriebegehäuse aus Leichtmetall, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der die mit einem Kegelritzel verbundene antreibende Welle aus Stahl das Getriebegehäuse durchsetzt und in gegenüberliegenden Wänden des Getriebegehäuses über Lager gehalten ist und in das Kegelritzel ein mit dem Ausgleichgetriebegehäuse verbundenes Tellerrad eingreift, wobei das Ausgleichgetriebegehäuse in seitlichen Wänden des Getriebegehäuses mittels die Achswellen konzentrisch umgebenden Ansätzen gelagert ist.
Bei der durch die USA.-Patentschrift 2 000 605 bekanntgewordenen Anordnung des Ausgleichgetriebes ist die das Antriebskegelrad tragende Welle unmittelbar in Gehäusewandungen abgestützt und damit den wärmebedingten Veränderungen des Gehäuses ausgesetzt. Durch die unterschiedliche Wärmedehnung der Stahlwelle und des Leichtmetallgehäuses wird der Zahneingriff der Kegelräder wesentlich beeinträchtigt.
Um die wärmeabhängige Längendehnung des Leichtmetallgehäuses wenigstens teilweise auszuschalten, sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen das Gehäuse mit Abstützteilen aus Stahl versehen ist. Dieses Verfahren ist umständlich und kostspielig, wobei auch der Vorteil der Leichtmetallbauweise durch das zusätzliche Gewicht der Abstützteile wieder verlorengeht.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, entgegen den bisher bekanntgewordenen Anordnungen, die auf eine Unterdrückung der Ausdehnung des Gehäuses bzw. des auf das Ausgleichgetriebes wirksamen Abschnittes von den Gehäusewandungen hinzielen, das Ritzel in solcher Weise zu lagern, daß es bei Erwärmung des Gehäuses die gleiche oder zumindest entsprechende Verschiebung erfährt.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die antreibende Welle im Getriebegehäuse im entfernt vom Kegelritzel liegenden Lager durch ein Festlager und in dem Kegelritzel zunächstliegenden Lager durch ein Loslager gehalten ist, wobei der Abstand zwischen dem Loslager und dem Kegelritzel sich zum Abstand zwischen dem Festlager und den Lagern des Ausgleichgetriebegehäuses in den seitlichen Wänden etwa wie der Ausdehnungskoeffizient von Stahl zum Ausdehnungskoeffizient von Leichtmetall verhält.
Die erwärmungsabhängige Verschiebung des Ritzels erfolgt durch die Dehnung der Antriebswelle. Diese Welle ist, vom Festlager aus gesehen, meist doppelt so lang als der Abstand der Lagerung des Ausgleichgetriebes von der Ebene des Festlagers, so daß die Längendehnung der Teile bzw. Abschnitte bei Erwärmung im wesentlichen gleich groß wird. Dadurch tritt keine oder nur eine unwesentliche Änderung des Zahnflankenspiels zwischen dem Tellerrad und dem Ritzel ein, so daß diese, keine wesentlich kostenverursachende Maßnahme, die Laufruhe verbessert und die Abnutzung der Teile vorteilhaft herabsetzt.
Bei einem Aus,gleichgetriebe, bei dem das Ausgleichgetriebegehäuse unter Vermittlung von lösbar befestigten Hülsen im Getriebegehäuse gelagert ist, ist gemäß der Erfindung weiter vorgesehen, daß von dem zur Befestigung der Hülsen am Getriebegehäuse dienenden Schrauben ,die dem Festlager der antreibenden Welle zunächstliegenden als Paßschrauben ausgebildet sind und die übrigen Schrauben mit radialem Spiel in den Hülsen eingebaut sind.
Dadurch wird verhindert, daß an den Befestigungsstellen des Ausgleichgetriebes im Gehäuse Spannungen entstehen. Gleichzeitig wird aber auch erreicht, daß lediglich eine vorbestimmte Länge der Seitenwand des Gehäuses bei einer Wärmedehnung sich auf das Ausgleichgetriebe bzw. dessen Lagerung auswirkt. Es ist vorteilhaft, wenn die Paßschrauben in einer senkrechten Querebene des Ausgleichgetriebes im Bereich zwischen dem Festlager und dem Ausgleichgetriebe angeordnet sind. Hierbei bestimmt die Einbauebene der Paßschrauben den Abstand der Lager des Ausgleichgetriebes von der Ebene des Festlagers. Dadurch kann die Wärmedehnung auch von großen Wandteilen mit einfachen Mitteln ohne zusätzlichen Aufwand berücksichtigt und weitgehend auf den Winkeltrieb unwirksam gemacht werden.
In den Zeichnungen ist eine in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Teilansicht eines Getriebegehäuses eines Kraftfahrzeuges, teilweise im Schnitt und F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der F i g. 1.
Ein aus Leichtmetall hergestelltes Getriebegehäuse 1 ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt und umfaßt ein Gehäuseteil 2, das einen abgesetzten topfförmigen Abschnitt 3 besitzt. An den Abschnitt 3 schließt sich ein weiteres Gehäuseteil 4 an. In diesem Gehäuseteil 4 ist ein nicht näher dargestelltes Geschwindigkeitswechselgetriebe untergebracht, welches mit einer im Gehäuseteil 2 angeordneten, nicht dargestellten Kupplung über eine Welle 5 in Antriebsverbindung steht. Diese Kupplung wird von einer beispielsweise an das Gehäuseteil 2 angeflanschten Brennkraftmaschine angetrieben.
Im topfförmigen Abschnitt 3 des Gehäuseteils 2 des Getriebegehäuses ist ein Ausgleichgetriebe unteraebracht, das vom besagten Geschwindigkeitswechselaetriebe im Gehäuseteil 4 über eine koaxial zur Welle 5 angeordnete Hohlwelle 6 angetrieben wird. Die Hohlwelle 6 ist in einer Wand 7 des Abschnitts 3 und in einer Wand 8 gelagert. Diese Wand 8 schließt den Abschnitt 3 ab und trennt diesen von der im Gehäuseteil 2 untergebrachten Kupplung. Ein in der Wand 7 gehaltenes Lager 9 für die Hohlwelle 6 ist als Festlager, beispielsweise Kugellager, ausgebildet. Durch dieses Lager ist die Hohlwelle 6 radial und axial festgelegt. Ein in der Wand 8 unter Zwischenschaltung einer Hülse 10 untergebrachtes Lager 11 ist als Loslager, beispielsweise als Nadellager, ausgebildet. Durch dieses Lager 11 ist .die Hohlwelle 6 lediglich radial gehalten und kann sich in diesem Lager gegebenenfalls axial in gewissem Umfange ungehindert bewegen.
An der Hohlwelle 6 ist ein Kegelritzel 12 befestigt, welches mit einem Tellerrad 13 kämmt. Das Tellerrad 13 ist in F i g. 2 wiedergegeben, in F i g. 1 ist es aus Gründen der Deutlichkeit weggelassen worden. Das Tellerrad 13 ist mittels Schrauben 15 an einem Ausgleichgetriebegehäuse14 befestigt, in welchem ein Ausgleichgetriebe untergebracht ist. Das Ausgleichaetriebegehäuse 14 ist in gegenüberliegenden Wänden 16 und 17 des topfförmigen Abschnittes 3 drehbar abgestützt. Hierzu weist das Ausgleichgetriebegehäuse 14 einen ringförmigen Ansatz 18 auf, an dem ein Kegellager 19 gelagert ist. Dieses Kegellager ist in einer Hülse 20 abgestützt, die in einer Bohrung 21 der Wand 16 untergebracht ist. Die Hülse ist mittels Schrauben 22, 23, 24 und 25 an der Wand 16 befestigt.
Zur Lagerung des Ausgleichgetriebegehäuses 14 in der Wand 17 ist dieses mit einer rohrförmigen Verlängerung 26 versehen, die sich bis zur Wand 17 erstreckt. Die Lagerung dieser Verlängerung 26 in der Wand 17 erfolgt mittels einer Hülse 27 in gleicher Weise wie die Lagerung des Ansatzes 18 in der Wand 16.
Der Kegelrädertrieb 12, 13 und die Wellen 5 und 6 sind aus Stahl, das Getriebegehäuse 1 ist aus Leichtmetall hergestellt. Im Betrieb sind diese einer dem Werkstoff entsprechenden Wärmedehnung unterworfen. Da die Werkstoffe Stahl und Leichtmetall sehr unterschiedliche Wärmedehnungskoeffizienten besitzen, so wirkt sich die Wärmedehnung nachteilig auf den Zahneingriff aus, wenn nicht entsprechende Vorkehrungen getroffen sind. Diese Vorkehrungen bestehen darin, das Kegelritzel für das Ausgleichgetriebe derart anzuordnen und die zugehörige antreibende Hohlwelle so zu lagern, daß ohne zusätzlichen Aufwand die durch Erwärmung der Teile zu erwartende Dehnung in ihrer Wirkung auf den Zahneingriff weitgehend ausgeschaltet wird.
Die das Kegelritzel 12 tragende Hohlwelle 6 ist in dem entfernt vom Kegelritzel angeordneten Lager 9 axial und radial festgehalten. Das Lager 11 ist ein Loslager und bewirkt lediglich eine radiale Führung der Hohlwelle 6. Dadurch kann die Hohlwelle 6 bei Erwärmung sich in Richtung des Loslagers ausdehnen, wobei für die axiale Verschiebung des Kegelritzels der sich zwischen dem Lager 9 und dem Kegelritzel 12 erstreckende Abschnitt der Hohlwelle 6 maßgebend ist.
Das mit dem Kegelritzel 12 zusammenwirkende Tellerrad13 ist mittels .des Ausgleichgetriebegehäuses 14 in den seitlichen Wänden 16 und 17 des Getriebegehäuses gelagert, so daß bei Erwärmung des Getriebegehäuses die Dehnung des Abschnittes 3 zwischen dem Lager 9 für die Hohlwelle 6 und der Hülsen 20 und 27 für die Halterung des Ausgleichgetriebegehäuses 14 maßgebend ist. Diese bei Wärmedehnung wirksame Wandlänge ist etwa halb so lang als die wirksame Länge der Hohlwelle 6, so daß das Längenverhältnis gleich dem Verhältnis der Wärmedehnungszahlen der Werkstoffe Leichtmetall und Stahl ist. Dadurch wird ein gleicher Dehnungsendwert :der besagten Teile erreicht, so daß keine wesentliche Änderung des Zahnfiankenspiels im Kegelrädertrieb 12,13 eintritt.
Die für die Verschiebung des Ausgleichgetriebegehäuses 14 maßgebenden Abschnitte der seitlichen Wände 16 und 17 können noch verändert werden. Dies wird durch die Schrauben 22 bis 25 erreicht. Von diesen Schrauben ist die Schraube 22 als Paßschraube ausgebildet. Die Durchgangsbohrungen 29 für die Schrauben 23, 24 und 25 im Flansch 28 der Hülse 20 sind größer als der Schaftdurchmesser der Schrauben. Dadurch wird lediglich über die als Paßschraube ausgebildete Schraube22 eine Verschiebung auf das Ausgleichgetriebegehäuse 14 übertragen, die der Wärmedehnung beispielsweise der Wand 16 auf der Länge zwischen dem Lager 9 und der Schraube 22 entspricht. Die vom Lager 9 weiter entfernt liegenden Schrauben 23 bis 25 haben durch das Spiel im Flansch 28 keine Wirkung auf die Hülse, so daß auch der in diesen Bereichen größere Wert der Wärmedehnung der Wand auf die Lagerung des Ausgleichgetriebes wirkungslos bleibt.
Dadurch ist es möglich, durch bestimmte Anordnungen von Paß-schrauben am Flansch der Hülse die für die Verschiebung des Ausgleichgetriebegehäuses durch Wärmedehnung des Getriebegehäuses wirksame Länge der Wände zu variieren und damit die Wärmedehnung auch weiterer Teile, beispielsweise des Tellerrades des Ausgleichgetriebes, zu berücksichtigen.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung des Ausgleichgetriebes und Lagerung der Wellen in einem Getriebegehäuse aus Leichtmetall, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der die mit einem Kegelritzel verbundene antreibende Welle aus Stahl das Getriebegehäuse durchsetzt und in gegenüberliegenden Wänden des Getriebegehäuses über Lager gehalten ist und in das Kegelritzel ein mit dem Ausgleichgetriebegehäuse verbundenes Tellerrad eingreift, wobei das Ausgleichgetriebegehäuse in seitlichen Wänden des Getriebegehäuses mittels die Achswellen konzentrisch umgebender Ansätze gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die antreibende Welle (Hohlwelle 6) im Getriebegehäuse (1) im entfernt vom Kegelritzel (12) liegenden Lager (9) durch ein Festlager und im dem Kegelritzel (12) zunächst liegenden Lager (11) durch ein Loslager gehalten ist, wobei der Abstand zwischen dem Loslager und dem Kegelritze] (12) sich zum Abstand zwischen dem Festlager und den Lagern des Ausgleichgetriebegehäuses (14) in den seitlichen Wänden (16 bzw. 17) etwa wie der Ausdehnungskoeffizient von Stahl zum Ausdehnungskoeffizienten von Leichtmetall verhält.
2. Anordnung nach Anspruch 1, bei dem das Ausgleichgetriebegehäuse unter Vermittlung von lösbar befestigten Hülsen im Getriebegehäuse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß von den zur Befestigung der Hülsen (20 und 27) am Getriebegehäuse (1) dienenden Schrauben (22 bis 25) die dem Festlager (9) der antreibenden Welle (6) zunächst liegenden (22) als Paßschrauben ausgebildet sind und die übrigen Schrauben (23 bis 25) mit radialem Spiel in den Hülsen eingebaut sind.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßschrauben in einer senkrechten Querebene des Ausgleichgetriebes im Bereich zwischen dem Festlager und dem Ausgleichgetri.ebe angeordnet sind.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauebene der Paßschrauben den Abstand der Lager des Ausgleichgetriebes von der Ebene des Festlagers bestimmen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 745 078; deutsche Auslegeschriften Nr.1158 376, 1053 325, 1037281; USA.-Patentschriften Nr. 3 115 047, 2 000 605.