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Schaitgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf ein Schaltgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Schaltwelle,
die im Getriebegehäuse gelagert ist und mit einem Ende aus diesem herausragt, an
welchem Schaltwellenende ein Schalthebel - z. B.
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mittelbar über eine Verbindungsstange - angreift.
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Bei bekannten Kraftfahrzeug-Schaltgetrieben der vorbezeichneten Art
erfolgt die Abdichtung des Getriebegehäuses gegenüber der aus diesem herausragenden
Schaltwelle üblicherweise durch einen Wellendiochtring. Dieser unterliegt schon
durch
die häufigen Hin- und Herbewegungen bzw. Drehbewegungen der
Schaltwelle bei der Gangwahl bzw. beim Einlegen oder Herausnehmen der Gänge einer
starken mechanischen Beanspruchung, die einen entsplechenden Verschleiß des Wellend-ichtringes.
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zur Folge hat. Hinzu kommt die Tatsache, daß Getriebe bei Kraftfahrzeugen
besonders schmutzgefährdet angeordnet sind.
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Durch die ständige Verschmutzung der Dichtstelle zwischen Schaltwelle
und Getriebegehäuse tritt eine zusätzlicheeanspruchung, gefolgt von entsprechendem
Verschleiß, sowohl am Wellendichtring als auch an der Schaltwelle im Bereich des
Wellendichtringes auf. Es muß-daher bei Verschleiß, gefördert durch die feinen Schmutzpartikelchen,
nach relativ kurzer Zeit nicht nur der Wellendichtring, sondern häufig auch die
Schaltwelle ausgetauscht werden, um eine befriedigende Wiederherstellung der Abdichtung
Schaltstange / Getriebegehäuse zu erreichen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verschleißfreie Abdichtung
zwischen Schaltwelle und Getriebegehäuse zu ermöglichen. Nach dem Grundgedanken
der Erfindung läßt sich das Problem bei einem Schaltgetriebe degeingangs bezeichneten
Art im wesentlichen dadurch lösen, daß die Schaltwelle innerhalb des Getriebegehäuses
über einen Teil ihrer Gesamtlänge von einem Rohrteil umschlossen ist, das an der
Durchtrittsstelle der Schaltwelle durch das Getriebegehäuse mit dem Getriebegehäuse
oder einem an diesem dichtend befestigten Gehäuseteil öldicht verbunden ist und
daß der Ringspalt zwischen Schaltwelle und Rohrteil sowie das Rohrteil selbst von
einem mit der
Schaltwelle fest und öldicht verbundenen äußeren Rohr
teleskopartig umschlossen bzw. überdeckt ist. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion
wird die Durchtrittsstelle der Schaltwelle durch das Getriebegehäuse von jeglicher
Dichtfunktion entlastet.
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Ein Wellendichtring ist somit nicht mehr erforderlich. Die Dichtfunktion
wird nunmehr von dem die Schaltwelle umschließenden Rohrteil und dem das Rohrteil
wiederum teleskopartig umgebenden äußeren Rohr voll wahrgenommen, und zwar ohne
daß es dabei auf eine Berührung dieser Teile untereinander ankommt; d. h. die Dichtwirkung
bleibt auch dann voll'erhalten, wenn sich Schaltwelle, Rohrteil und äußeres Rohr
bei ihren Relativbewegungen zueinander überhaupt nicht berühren. Somit ist eine
vollkommen verschleißfreie bzw. verschleißunabhängige Abdichtung zwischen Schaltwelle
und Getriebegehäuse gewährleistet.
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Durch die Erfindtun6 wird die praktische Verwirklichung eines weiteren
Erfindungsgedankens wesentlich begünstigt, welcher sich dadurch auszeichnet, daß
die Durchtrittsstelle der Schaltwelle durch das Getriebegehäuse bzw. durch ein mit
dem Getriebegehäuse dichtend verbundenes Gehäuseteil an der Unterseite des Getriebegehäuses
liegt. ober die oben formulierte Aufgabenstellung hinaus, ist es nämlich ein wesentliches
Anliegen der Erfindung, die Übertragung der Schaltbewegung vom Schalthebel-auf die
Schaltwelle zu vereinfachen. Bei bekannten Getrieben der in Rede stehenden Art,
vornehmlich bei Kraftfahrzeuggetrieben, die zusammen mit dem Motor einen im Motorraum
beispielsweise
querliegenden Motor Getriebeblock bilden, bietet es sich aufgrund der gegebenen
räumlichen Verhältnisse (tiefliegender Anlenkpunkt Schalthebel / Verbindungsstange,
relativ hoch liegendes Getriebe) an sich an, die Schaltwelle von unten in das Getriebe
einzuführen. Man hat jedoch von dieser Lösungsmöglichkeit stets abgesehen, weil
eine einigermaßen verschleißfeste Abdichtung zwischen Getriebegehäuse und Schaltwelle
bisher nicht möglich war. Eine Anwendung der gebräuchlichen Wellenringdichtung hätte
schon bei kleinsten Beschädigungen des Wellendichtringes ein aus laufen des gesamten
Getriebeöls in kürzester Zeit zur Folge gehabt. Als Folge davon wäre dann das Getriebe
durch Ausfall der Schmierung und Überhitzung zerstört-worden.
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Aufgrund der geschilderten Probleme hat man es also bisher als einzig
praktikable Lösung angesehen, die Schaltwelle über den Ölspiegel in das Getriebe
einzuführen mit der nachteiligen Konsequenz, daß eine komplizierte Umlenkmechanik
notwendig war, um mit der tiefliegenden Verbindungsstange in den oberen Bereich
des Getriebegehäuses zu gelangen. Die erfindungsgemäße verschleißfeste Abdichtung
vermeidet die geschilderten Schwierigkeiten und ermöglicht das Einführen der Schaltwelle
in das Getriebegehäuse von unten her, ohne daß komplizierte Umlenkhebel eingebaut
werden müßten, um die Verbindung mit der Schaltwelle von oben oder- zumindest von
der Seite oberhalb des Ö1-spiegels im Getriebe zu schaffen.
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Bei einer Einführung der Schaltwelle in das Getriebe von unten her
wäre'es u. U. sogar denkbar, das das Rohrteil teleskopisch umschließende äußere
Rohr wegzulassen, etwa dann, wenn das die Schaltwelle umschließende Rohrteil um
ein derartiges Stück über den Ölspiegel im Getriebegehäuse hinausragt, daß das Öl
bei Betrieb des Getriebes nicht in den Ringspalt zwischen-Rohrteil und Schaltwelle
hineingelangen kann.
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Eine Abdichtung zwischen dem die Schaltwelle umgebenden Rohrteil und
dem Getriebegehäuse ist -relativ leicht zu bewerkstelligen, weil zwischen diesen
beiden Teilen keine Relativbewegung auftritt. Erfindungsgemäß wird diesbezüglich
vorgeschlagen, daß das die S-chaltwelle umschließende Rohrteil zumindest an der
Stelle, an der die Schaltwelle aus dem Getriebegehäuse heraustritt, in eine entsprechende
Ausnehmung im Getriebegehäuse bzw. einem mit diesem verbundenen Gehäuseteil öldicht
eingepreßt ist.
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Ublicherweise sind an der Schaltwelle im Innern des Getriebegehäuses
ein oder mehrere Schaltzwischenhebel zur Betätigung der Schalt stangen unmittelbar
befestigt. Diese Möglichkeit soll auch durch die vorliegende Erfindung keineswegs
ausgeschlossen werden. Rohrteil und äußeres Rohr dürfen in diesem Fall in ihrer
Lage nicht der Länge der Schaltwelle entsprechen, sondern müssen wesentl-ich kürzer
sein. Für den Fall, daß mehrere Schaltzwischenhebel vorgesehen sind, schlägt die
Erfindung jedoch
aus Gründen der Platzersparnis vorzugsweise vor,
daß das äußere Rohr den bzw. die Schaltzwischenhebel des Getriebes trägt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das äußere Rohr auf
dem von ihm konzentrisch umschlossenen Rohrteil geführt, wobei eine Berührung zwischen
den beiden Teilen nicht auf deren gesamter Länge erforderlich ist, sondern z. B.
nur an den beiden Enden desselben. Um eine einwandfreie Führung zu gewährleisten,
ist es zweckmäßig, wenn das die Schaltwelle umgebende Rohrteil aus Metall besteht.
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Es ist jedoch auch eine berührungslose Anordnung von Rohrteil und
äußerem Rohr denkbar. In diesem Fall empfiehlt es sich, das äußere Rohr, welches
das Rohrteil berührungslos umschließt, in einem oder mehreren, vorzugsweise zwei
Lagerböcken des Getriebegehäuses zu führen. Das die Schaltwelle unmittelbar umgebende
Rohrteil kann hier ebenfalls aus Metall oder vorzugsweise aus Kunststoff bestehen.
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Das äußere Rohr kann mit der Schaltwelle, z. B. durch Schweißen oder
Löten oder auch mittels eines die beiden Teile in Querrichtung durchsetzenden Bolzens
od. dgl. dreh- und verschiebefest verbunden sein. Auch die von der Schaltwelle betätigten
Schaltzwischenhebel können mit dem äußeren Rohr verschweißt oder verlötet oder durch
den bereits erwähnten Bolzen verbunden
sein. Es ist ferner denkbar,
den oberen Schaltzwischenhebel durch eine Verzahnung mit der Schaltwelle drehfest
zu verbinden, wobei er sich zweckmäßig in Axialrichtung einerseits an einem Bund
der Schaltwelle, andererseits an einem auf der Schaltwelle sitzenden Wellensicherungsring
abstützt.
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Die Schaltwelle ist zweckmäßig an ihren beiden Enden geführt und gelagert,
wobei das eine Ende unmittelbar im Getriebegehäuse und das andere Ende in einem
das Getriebegehäuse öldicht verschließenden Deckel, der auf der Ober- oder Unterseite
des Getriebegehäuses angeordnet sein kann, geführt und gelagert ist. Es besteht
hierbei die Möglichkeit einer unmittelbaren Lagerung der Schaltwelle im Getriebegehäuse
bzw. Gehäusedeckel oder eine mittelbare Lagerung in diesen Teilen, wobei die Schaltwelle
unmittelbar im eingepreßten Ende des Rohrteils gelagert und geführt ist. Letztere
Variante empfiehlt sich aus Gründen der Wartungsfreiheit insbesondere dann, wenn
das Rohrteil aus Kunststoff hergestellt ist.
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Für die bereits obenerwähnte Möglichkeit einer Lagerung des äußeren
Rohres in zwei Lagerböcken des Getriebegehäuses genügt jedoch auch schon eine einseitige
Lagerung der Schaltwelle im Getriebegehäuse, z. B. an ihrem unteren, aus dem Getriebegehäuse
herausragenden Ende, z. B. in einem das Getriebegehäuse ö-ldicht verschließenden
Gehäusedeckel.
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Da - wie bereits oben erwähnt das Sclhaltgetriebe bei Kraftfahrzeugen
besonders schmutzgefährdet angeordnet ist, wird nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung vorgeschlagen, d daß das Getriebegehäuse bzw. der Gehäusedeckel an der
Durchtrittsöffnung der Schaltwelle zum Schutze der Schaltwellenlagerung und der
Gelenkverbindung Schaltwelle / Verbindungsstange einen Anguß aufweist0 Weitere Merkmale
und Vorteile der Erfindung können den tinteransprüchen sowie - anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
- der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung entnommen werden.
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In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein
quer gestellter Triebwerk eines Kraftfahrzeuges als Motor-Getriebeblock mit von
unten in das Getriebegehäuse eingeführter Schaltwelle, an dieser angreifender Verbindungestange
und Schalthebel (schematisch), Fig 2 das Gehäuse eines Schaltgetriebes nach der
Erfindung (teilweise) in Vertikal schnitt im Bereich der Schaltwelle9 Fig. 3 eine
andere Ausführungsform eines Schaltgetriebes nach der Erfindung anhand einer Darstellung
entsprechend Fig. 2 und
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines
Schaltgetriebes nach der Erfindung anhand einer Darstellung entsprechend Fig. 2
und 3.
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Nach Fig. 1 bezeichnet 10 einen z. B. im vorderen Motorraum eines
Kraft fahrzeuges querangeordneten Motorblock mit Kurbelgehäuse 11, Zylindergehäuse
12 und Ventildeckel 13 mit Öleinfüllstutzen-14. Seitlich am Kurbelgehäuse 11 ist
mittels Schrauben 15 das Gehäuse 16 eines Schaltgetriebes 17 angeflanschs Das Getriebegehäuse
16 ist teilweise durchsichtig dargestellt, so daß im Inneren desselben zwei Schaltstangen
18, 19 mit Schaltgabeln 20, 21 sowie eine Schaltwelle 22 mit Schaltzwischenhebeln
23, 24 zur Betätigung der Schalt stangen 18, 19 erkennbar ist. An dem unten aus
dem Getriebegehäuse 16 herausragenden Ende 25 der Schaltwelle 22 greift eine Verbindungsstange
26 an, die mit ihrem anderen Ende bei 27 an einem bei 28 an nicht dargestellten
Fahrzeugkörper kugelgelenkig gelagerten Schalthebel 29 angelenkt ist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Gehäuse 16a des Schaltgetriebes
17a an der Oberseite durch einen Gehäusedeckel 30 mittels einer Dichtung 31 und
Schrauben 32 öldicht verschlossen. Ferner sind in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet
zwei in Pfeilrichtung 33, 34 drehende, miteinander in Eingriff stehende Zahnräder
35, 36. Das Getriebegehäuse ist bis zu einem durch eine Linie 37 gekennzeichneten
Stand mit Getriebeöl gefüllt. Das Zahnrad 35 taucht also ständig in das Getriebeöl
ein.
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Wie weiterhin aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Schaltwelle 22a von
unten her in das Getriebegehäuse 16a eingeführt und bei 38 in demselben gelagert
und geführt. Mit ihrem oberen Ende 39 ist die Schaitwelle 22a in einem hülsenartigen
Anguß 40 des Deckels 30 gelagert und geführt.
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Ein Rohrteil 41, welches bei 42 in das Getriebegehäuse 16a öJdieht
eingepreßt ist, umgibt die Schaltwelle 22a konzentrisch, ohne sie jedoch zu berührend
Das Rohrteil 41 wird wiederum von einem äußeren Rotz 43 konzentrisch umschlossen,
das bei 44 mit der Schaltwelle 22a öldicht verschweißt oder verlötet ist und auf
dem die Schaltzwischenhebel 23a und 24a - ebenfalls durch Verschweißen oder Verlöten
(bei 45, 46) dreh- und schiebefest angebracht sind. Bei einer Axialverschiebung
d Schaltwelle 22a in Pfeilrichtung 47 greifen die Schaltzwischenhebel 23a, 24a -
je nach Gangwahl - in Aussparungen 48 bzw, 49 der Schalt stangen 18a bzw. 19a ein,
auf denen die z. B. aus Fig. 1 ersichtlichen Schaltgabeln (20, 21) zur Betätigung
der Zahnräder 35, 36 sitzen. Das Einlegen bzw. Herausnehmen der Gänge erfolgt durch
Drehen der Schaltwelle 22a, wie in Fig, 2 durch einen Pfeil 50 angedeutet ist. Die
Schaltwelle 22a weist an ihrem oberen, an dem Anguß 40 des Gehäusedeckels 30 gelagerten
Ende 39 eine Nut 51 auf. Hierdurch wird eine Kolbenwirkung des Schaltwellenendes
39 gegenüber dem in der Lagerbohrung 52 befindlichen Öl beim Anwählen der Gänge
verhindert.
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Bei ruhendem Getriebe 17a steht das Öl in Höhe der Linie 37.
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Drehen sich die Getrieberäder 35 und 36 in der gezeigten Richtung,
so wird das öl in Richtung der Pfeile 53 bis 56 geschleudert und gelangt auch durch
eine Bohrung 57 in dem mit 58 bezeichneten Ringraum zwischen Rohrteil 41 und äußerem
Rohr 43 Damit ist die Schmierung an der Führungsstelle 59 im Bereich des Schaltzwischenhebels
24a zwischen den beiden Teilen 41 und 43, die beide aus Metall bestehen, gewährleistet.
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Für die Schmierung an der oberen Führungsstelle 60 zwischen Rohrteil
41 und äußerem Rohr 43 sorgt eine Dauerfettschmierung, die sich im Hohlraum 61 des
des äußeren Rohres 43 befindet. Für die Schmierung des oberen Schaltwellenendes
39 in der Bohrung 52 des Gehäusedeckels 30 kann - soweit die Schmierung nicht bereits
durch das hochgeschleuderte Getriebeöl zu bewerkstelligen ist -eine Dauerfettschsierung
vorgesehen sein, die sich z. B. durch eine seitliche Bohrung 62 in die Lagerbohrung
52 des Schaltwellenendes 39 einbringen läßt. Der hülsenartige Anguß 40 des Deckels
30 ist in diesem Fall durch eine Kappe 63 abzudecken, wobei der Gehäusedeckel 30
- wie durch Linien 30a angedeutet -eine etwas abweichende Form haben müßte.
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Der Gehäusedeckel 30 bzw. 30a ermöglicht eine Montage des Rohrteiles
41 sowie der Schaltwelle 22a mit montiertem äußeren Rohr 43-und Schaltzwischenhebeln
23a, 24a von oben her.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das Gehäuse 16b des Schaitgetriebes
17b an seiner Unterseite durch einen Deckel
30b öldicht verschlossen.
Das die Schaltwelle 22b umschließende Rohrteil 41b ist hier als Kunststoffschlauch
ausgebildet und bei 64 mit Hilfe einer Büchse 65 im Deckel 30b öldicht festgeklemmt.
Die Büchse 65 dient gleichzeitig zur Lagerung der Schaltwelle 22b im Deckel 30b
und ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Das das Rohrteil 41b konzentrisch
umgebende äußere Rohr 43 ist - im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 2 -
nicht auf dem Rohrteil 41b geführt, sondern in zwei Lagerböcken 66, 67 im Getriebegehäuse
16b. Dadurch kann eine obere Lagerung der Schaltwelle 22b im Getriebegehäuse 16b
entfallen.
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Die dreh- und verschiebefeste Verbindung von äußerem Rohr 43b und
Schaltwelle 22b erfolgt hier durch einen die beiden Teile 41b und 43b in Querrichtung
durchsetzenden Bolzen 68, der gleichzei-tig zur Befestigung des oberen Schaltzwischenhebels
23b an den Teilen 41b, 43b sowie zur Befestigung einer Büchse 69 dient, die den
Ringraum 70 zwischen äußerem Rohr 43b und Schaltwelle 22b von oben her abschließt
und abdichtet. Der Bolzen 68 kann nach Entfernen eines in das Getriebegehäuse 16b
eingeschraubten Gewindestopfens 71 montiert bzw. demontiert werden. Der untere Schaltzwischenhebel
24b ist bei 72 mittels einer Lochschweißung auf dem äußeren Rohr 43b befestigt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Gehäuse 16c des Schaltgetriebes
17c - im Prinzip ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 - an seiner Unterseite
durch einen
Deckel 30c verschlossen. Die. Schaltwelle 22c ist hier
an zwei Stellen gelagert, und zwar einmal in dem Deckel 30c über das ebenfalls aus
Kunststoff bestehende Rohrteil 41c und an.ihrem oberen -Ende 39c in einem hülsenförmigen
Anguß 73 des Getriebegepäuses 16c. Auf dem bei 74 öldicht in den Deckel 30c eingepreßten
Rohrteil 41c, welches - wie gesagt -sweckmäßigerweise aus Kunststoff besteht, ist
nicht nur innen die. Schaltwelle 22c. gelagert, sondern außen (bei 75) auch das
hier: mit 43c bezifferte äußere Rohr. Das äußere Rohr 43c ist bei.76 mit dem oberen
Schaltzwischenhebel 23c verschweißt oder verlötet, der seinerseits durch eine Verzahnung
77 mit der Schaltwelle 22c drehfest verbunden ist. In Axialrichtung stützt sich
der Schaltzwischenhebel 23c an einem Bund; 78 der Schaltwelle .22c und auf der anderen
Seite an einem Wellensicherungsring 79 ab. Ein Dichtring 80 zwischen oberem Schaltzwischenhebel
23c und dem Bund 78 der Schaltwelle .2c verhindert ein Eindring.en von Öl zwischen
die Schaltwelle 22c und das Rohrteil 41ce An die Lagerstelle 75 zwischen Rohrteil
41c.und äußerem Rohr 43c gelangt das Öl allerdings wiederum wie bei der .Ausführu.ngsform
nach Fig. 2 durch eine Bohrung 57 im äußerem Rohr 43c. Um eine Kolbenwirkung des
oberen Endes 39c der Schaltwelle 22c gegenüber dem in der Lagerbohrung 8-1 befindlichen
Schmieröl zu verhindern, weist das Schaltwellegende 39c zwei sich kreuzende Bohrungen
82 83 auf.
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Ein weiterer Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3
besteht bei der in l?ig. 4 gezeigten Ausführungsform
darin, daß
der Deckel 30c zum Schutz der Schaltwelle 22c vor Schmutzeinwirkung einen zusätzlichen
Anguß 84 aufweist.
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Bei allen drei gezeigten Ausführungsbeispielen (Fig. 2 bis 4) ist
klar zu erkennen, daß es auch bei schneller Kurvenfahrt sowie Berg- oder Talfahrt
dem Getriebeöl nicht möglich ist, in den Ringraum zweischen Schaltwelle 22 und Rohrteil
41 zugelangen bzw. durch die untere Lager- und Führungsstelle der Schaltwelle 22
zu entweichen. Durch die Erfindung ist also eine sichere Abdichtung der Schaltwelle
gegenüber dem Getriebegehäuse gefunden worden, die der Lebensdauer des Getriebes
entspricht.
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Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die gezeigten
Ausführungsbeispiele beschränkt Vielmehr ist es durchaus denkbar, durch sinnvolles
Austauschen oder Kombinieren einzelner gezeigter Konstruktionsmerknale neue Ausführungsformen
zu schaffen, ohne dadurch den durch die Erfindung abgesteckten Reinen zu verlassen,
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