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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebegehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Fahrzeuggetriebe mit einem derartigen Getriebegehäuse gemäß Anspruch 14.
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Antriebsstränge in Fahrzeugen, die einen Antriebsmotor und ein daran anschließend angeordnetes Getriebe umfassen, sind in herkömmlichen Fahrzeugen oft nur durch Aufhängungen an dem Antriebsmotor in einem Fahrzeugrahmen befestigt. Das Getriebe ist dabei an dem Antriebsmotor angebaut und nicht direkt mit dem Fahrzeugrahmen verbunden. Bei schweren Nutzfahrzeugen, insbesondere bei Off-Road-Fahrzeugen und Baustellenfahrzeugen machen es hohe mechanische Belastungen und Beschleunigungen auf den Antriebsstrang jedoch notwendig, auch das Getriebe eines Antriebsstranges in einem Fahrzeugrahmen abzustützen. Des Weiteren kann es zur Erhöhung des Fahrkomforts günstig sein, die Lagerbasis des Antriebsstranges möglichst weit zu wählen, um Schwingungen des Antriebsstranges zu reduzieren.
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Dazu ist aus der
US 6223850 B1 ein mehrteiliges Getriebegehäuse bekannt, bei dem ein Gehäuseteil, nämlich ein Deckel an der Kupplungsglocke des Getriebes, mit dem Rest des Getriebegehäuses verschraubt ist. Dazu weist das Getriebegehäuse und der Deckel jeweils einen Verbindungsflansch auf. Der Deckel ist so massiv ausgeführt, dass er als tragendes Bauteil des Getriebegehäuses dient. Zur Aufhängung des Getriebes und damit des Antriebsstranges in einem Fahrzeugrahmen sind als Aufhängepunkte an dem Deckel zusätzliche Abstützerweiterungen mit Löchern zum Verschrauben des Deckels mit Anschlussteilen vorgesehen. Mit Hilfe der Anschlussteile wird das Getriebegehäuse im Fahrzeugrahmen befestigt. Daneben sind für den Anbau von zusätzlichen Anbauaggregaten an dem Getriebegehäuse weitere Anbauelemente bzw. Befestigungsstrukturen an dem Getriebegehäuse angeordnet.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein mehrteiliges Getriebegehäuse mit Aufhängepunkten zur Aufhängung des Getriebegehäuses in einem Maschinenrahmen oder in einem Fahrzeugrahmen zu schaffen, welches in der Lage ist die auftretenden Kräfte und Drehmomente aufzunehmen, und welches mit möglichst geringem Material- und Herstellungsaufwand herstellbar ist. Nach Möglichkeit soll dieses Getriebegehäuse auch den Anbau von Anbauaggregaten mit möglichst geringer Material- und Herstellungsaufwand gestatten. Des Weiteren soll ein Fahrzeuggetriebe mit einem derartigen Getriebegehäuse angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Getriebegehäuse gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Fahrzeuggetriebe gemäß Anspruch 14 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beinhalten bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Demnach wird ein mehrteiliges Getriebegehäuse mit einem ersten gegossenen Gehäuseteil, das einen ersten Verbindungsflansch aufweist, und mit einem zweiten gegossenen Gehäuseteil, das einen zweiten Verbindungsflansch aufweist, beansprucht. Die beiden Gehäuseteile liegen an den beiden Verbindungsflanschen aneinander an und sind dort fest miteinander verbunden. Das Getriebegehäuse weist zumindest einen Aufhängepunkt zur Aufhängung des Getriebegehäuses an einer Maschinenstruktur oder an einer Fahrzeugstruktur auf. Dieser Aufhängepunkt bzw. mehrere Aufhängepunkte sind erfindungsgemäß direkt an zumindest einem der beiden Verbindungsflansche angeordnet.
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Die Kräfte und Drehmomente, die durch die Befestigung des Getriebegehäuses in einem Maschinen- oder Fahrzeugrahmen aufgenommen werden müssen, werden so über die Verbindungsflansche in das Getriebegehäuse eingeleitet. Zu diesem Zweck übernehmen die Verbindungsflansche, die zur Verbindung der Gehäuseteile notwendig sind, zusätzlich die Funktion einer Befestigungsstruktur. Die Belastungen in Form von Kräften und Drehmomenten aus den Anschlussteilen wird somit nicht nur von einem Gehäuseteil aufgenommen, sondern direkt von dem bzw. den Aufhängepunkten über den kraftschlüssigen Verbund der beiden Verbindungsflansche auf mehrere Gehäuseteile verteilt.
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Separate Befestigungsstrukturen an den Aufhängepunkten des Getriebegehäuses können durch die erfindungsgemäße Ausführung des Getriebegehäuses eingespart werden. Dies bedeutet Einsparungen an Material und Arbeitsaufwand.
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Die Maschinenstruktur oder Fahrzeugstruktur sind tragende Teile der Maschine bzw. des Fahrzeuges wie beispielsweise ein Maschinenrahmen oder ein Fahrzeugrahmen.
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Moderne Getriebegehäuse werden häufig im Druckgussverfahren hergestellt. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von verhältnismäßig dünnwandigen Getriebegehäusen, die zur Erreichung der notwendigen Stabilität und Festigkeit an hoch belasteten Stellen verstärkt sind. Auf diese Art lassen sich Getriebegehäuse herstellen, die bei geringem Gewicht und Materialverbrauch eine ausreichend hohe Steifigkeit und Festigkeit aufweisen. Im Druckgussverfahren ist es nicht möglich, qualitativ hochwertige dickwandige Strukturen herzustellen, die bei Einleitung hoher Beanspruchungen eigentlich gebraucht würden. Deshalb ist es notwendig, hohe Lasten auf gießbare dünnwandige Strukturen zu verteilen.
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Allerdings ist der Formenbau beim Druckgussverfahren verhältnismäßig aufwändig. Dabei steigt der Aufwand mit der Komplexität des zu erstellenden Produktes, beispielsweise durch zusätzliche Anformungen, wie Rippen oder Erweiterungen. Deshalb werden bei Getriebegehäuse, die im Druckgussverfahren hergestellt werden, möglichst einfache Formen angestrebt. Dieses Ziel wird mit Hilfe der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass zusätzliche Anformungen, wie sie im Stand der Technik zur Befestigung von Anschlussteilen notwendig sind, eingespart werden.
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Eine erste bevorzugt Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Getriebegehäuse an dem zumindest einen Aufhängepunkt des Verbindungsflansches direkt an der Maschinenstruktur oder an der Fahrzeugstruktur befestigt ist. Diese Ausführung stellt die einfachste Aufhängung des Getriebegehäuses an der Maschinenstruktur oder an der Fahrzeugstruktur dar.
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Eine zweite bevorzugte Ausführung sieht dagegen zumindest ein Anschlussteil an dem Aufhängepunkt an den Verbindungsflanschen des Getriebes zur Befestigung des Getriebegehäuses an einer Maschinenstruktur oder an einer Fahrzeugstruktur vor, wobei das Anschlussteil bzw. die Anschlussteile kraftschlüssig mit beiden Verbindungsflanschen des Getriebegehäuses verbunden sind. Die Verwendung von Anschlussteilen erweitern die Möglichkeiten im Bezug auf die Anordnung des Getriebes bzw. des Antriebsstranges an der Maschinen- oder Fahrzeugstruktur. Des Weiteren kann mit Hilfe von Anschlussteilen eine vorteilhafte schwingungsdämpfende Wirkung zwischen Antriebsstrang und Maschinen- bzw. Fahrzeugstruktur erzielt werden, indem die Form, die Anordnung und der Werkstoff der Anschlussteile entsprechend gewählt wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist zumindest ein Anschlussteil mittels Befestigungselementen mit beiden Verbindungsflanschen des Getriebegehäuses verbunden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Gehäuseteil an dem ersten und dem zweiten Verbindungsflansch durch dieselben Befestigungselemente miteinander verbunden sind, mit denen auch die Anschlussteile an den Verbindungsflanschen befestigt sind.
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Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht neben den beschriebenen Befestigungselementen zusätzliche Verbindungselemente vor, welche die beiden Gehäuseteile miteinander verbinden, wobei den zusätzlichen Verbindungselementen jedoch keine Anschlussteile zugeordnet sind. Die zusätzlichen Verbindungselemente sind vorzugsweise ebenfalls Schrauben, mit denen die Gehäuseteile während des Zusammenbaus des Getriebes zusammengeschraubt und bis zur Fertigstellung des Getriebes zusammengehalten werden. Auf diese Weise können die Anschlussteile erst nach dem Zusammenbau des Getriebes mit Hilfe der Befestigungselemente angeschraubt werden. Die zusätzlichen Verbindungselemente dienen des Weiteren der Verstärkung der Struktur des gesamten Getriebegehäuses.
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Bevorzugt sind die Befestigungselemente und/oder die Verbindungselemente als Schrauben ausgebildet, sodass die Gehäuseteile an den Verbindungsflanschen miteinander verschraubt sind, wobei an dieser Verschraubung auch die genannten Anschlussteile zur Befestigung des Getriebegehäuses an einer Maschinenstruktur oder an einer Fahrzeugstruktur mitverschraubt sind.
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An den Verbindungsflanschen des ersten und zweiten Gehäuseteiles sind gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung Stabilisierungselemente vorgesehen. Über solche Stabilisierungselemente, die insbesondere aus angegossenen Rippen und Wandverstärkungen bestehen, die Kräfte und Drehmomente gezielt in das Getriebegehäuse eingeleitet werden können.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist neben dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil noch zumindest ein drittes Gehäuseteil des Getriebegehäuses mit einem dritten Verbindungsflansch kraftschlüssig mit dem ersten und dem zweiten Verbindungsflansch des Getriebegehäuses verbunden. Das dritte Gehäuseteil ist beispielsweise eine Zwischenplatte, welche den Innenraum der Getriebeteile voneinander trennt. Eine solche Zwischenplatte kann auch zum Lagern von Wellen oder zum Aufnehmen von Steuerungskomponenten und Schaltelementen verwendet werden. Das dritte Gehäuseteil kann im Schraubverbund mit dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil, sowie mit dem Anschlussteil die Festigkeit und Belastbarkeit der Anordnung noch weiter erhöhen.
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Noch eine andere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der erste und der zweite Verbindungsflansch derart ausgeführt sind, dass das zumindest eine Anschlussteil sowohl antriebsseitig, als auch abtriebsseitig an dem Verbindungsflansch angeordnet werden kann. Auf diese Weise lassen sich durch das Ändern der Lage der Anschlussteile kostengünstig mehrere Einbauvarianten bei sonst gleichen Getriebeteilen erreichen.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft Anbauaggregate für ein Getriebe, wie beispielsweise Wärmetauscher, Nebenabtriebselemente, Schaltmodule, Hybridmodule, elektronische Steuerungseinheiten, hydraulische Steuerungseinheiten, Retarder, Tanks, etc.. Anstatt der oben beschriebenen Aufhängepunkte zur Befestigung des Getriebegehäuses an einer Maschinenstruktur können auch Anbauaggregate direkt an einem oder beiden Verbindungsflanschen zweier Getriebegehäuseteile befestigt sein. Vorzugsweise ist dabei ein Anbauaggregat mit denselben Befestigungselementen kraftschlüssig mit beiden Verbindungsflanschen des Getriebegehäuses verbunden, mit denen die Verbindungsflansche miteinander verbunden sind.
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Damit können auch Anbauaggregate an dem Getriebegehäuse befestigt werden, ohne separate Befestigungsstrukturen an dem Getriebegehäuse zu benötigen. Dadurch wird Material- und Fertigungsaufwand eingespart, wie oben bereits beschrieben.
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Es ist im Rahmen der Erfindung natürlich auch möglich, dass sowohl die zuletzt beschriebenen Anbauaggregate, als auch Anschlussteile zur Befestigung des Getriebegehäuses an einer Maschinenstruktur oder an einer Fahrzeugstruktur mit denselben Befestigungselementen kraftschlüssig mit beiden Verbindungsflanschen des Getriebegehäuses verbunden sind.
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Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Fahrzeuggetriebe mit einem Getriebegehäuse, welches gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet ist. Insbesondere Mehrgruppengetriebe eignen sich für die Anwendung der Erfindung, weil Mehrgruppengetriebe typischerweise Getriebegehäuse aufweisen, die aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzt sind.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles, das in den nachfolgenden Figuren dargestellt ist, näher erläutert.
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Die Figuren zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Abschnittes eines Antriebsstranges mit einem Antriebsmotor und einem Getriebe in perspektivischer Ansicht;
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2 einen Ausschnitt einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen Getriebegehäuses in einer Schnittdarstellung;
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3 einen Ausschnitt einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen Getriebegehäuses in einer Schnittdarstellung;
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4 einen Ausschnitt einer dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen Getriebegehäuses in einer Schnittdarstellung;
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5 einen Teil eines erfindungsgemäßen Getriebegehäuses mit einer ersten möglichen Positionierung von Anschlussteilen und
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6 einen Teil eines erfindungsgemäßen Getriebegehäuses mit einer zweiten möglichen Positionierung von Anschlussteilen.
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Der in 1 dargestellte Abschnitt eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges umfasst einen Antriebsmotor 1 und ein Fahrzeuggetriebe 2, die starr miteinander verbunden sind. An dem getriebeseitigen Ende des Antriebsstrangausschnittes ist ein Abtriebselement 7 des Getriebes 2 angeordnet. Über dieses Abtriebselement 7 wird das im Antriebsmotor 1 erzeugte und im Getriebe 2 über- bzw. untersetzte Antriebsdrehmoment weiter bis an die Antriebsräder eines Fahrzeuges geleitet. An dem nur schematisch dargestellten Gehäuse des Antriebsmotors 1 sind Aufhängepunkte 3 und 4 starr vorgesehen. Entsprechende Aufhängepunkte 5 und 6 sind auch an dem Getriebegehäuse 12 des Fahrzeuggetriebes vorgesehen. Über die jeweiligen Aufhängepunkte 3, 4 bzw. 5, 6 sind der Antriebsmotor 1 und das Getriebe 2 in einem nicht dargestellten Fahrzeugrahmen befestigt. Auf diese Weise ist dieser Teil des Antriebsstranges in dem Fahrzeugrahmen aufgehängt.
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Das Getriebegehäuse besteht im Wesentlichen aus einem ersten Gehäuseteil 10 und aus einem zweiten Gehäuseteil 11. Die beiden Gehäuseteile 10 und 11 sind über jeweils einen Verbindungsflansch 17 und 18 miteinander verschraubt. Dabei ist der erste Verbindungsflansch 17 Teil des ersten Gehäuseteils 10 und der zweite Verbindungsflansch 18 ist Teil des zweiten Gehäuseteils 11. An den Aufhängepunkten 5, 6 an den Verbindungsflanschen 17 und 18 sind Anschlussteile 8 und 9 verschraubt, über die das Getriebegehäuse 12 und mit ihm der Antriebsstrang in dem Fahrzeugrahmen aufgehängt ist.
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Die 2 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebegehäuses 12 in einer Schnittdarstellung. Dabei sind Ausschnitte der beiden Gehäuseteile 10 und 11 dargestellt, die im Bereich ihrer Verbindungsflansche 17 und 18 durch eine Schraube 13 als Befestigungselement miteinander verbunden sind. Im Bereich der Kontaktflächen zwischen den beiden Gehäuseteilen 10 und 11 ist eine Dichtung 16 vorgesehen. Der durch die Schraube 13 zusammengehaltene Schraubverband umfasst neben den Gehäuseteilen 10 und 11 noch ein Anschlussteil 8, über das das Getriebegehäuse 12 mit einer nicht dargestellten Fahrzeugstruktur, z. B. einem Fahrzeugrahmen verbunden ist.
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Im Bereich der Verbindungsflansche 17 und 18 ist eine Aussparung 15 angeordnet. Diese Aussparung 15 ermöglicht eine vorteilhafte Herstellung der beiden Gehäuseteile 10 und 11 im Druckgussverfahren und vermindert vorteilhaft das Gesamtgewicht des Getriebes 2.
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Der in 3 dargestellte Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebegehäuses 12 zeigt weitestgehend die gleichen Komponenten, die in der 2 dargestellt sind. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Im Unterschied zur 2 zeigt die 3 zusätzlich eine Schraube 14 als Verbindungselement zwischen den beiden Gehäuseteilen 10 und 11. Mit Hilfe der Schraube 14 können die beiden Gehäuseteile 10 und 11 beim Zusammenbau des Getriebes 2 miteinander verschraubt und zusammengehalten werden, während das Anschlussteil 8 erst nach dem Zusammenbau des Getriebes 2 mit Hilfe der Schrauben 13 mit den Verbindungsflanschen 17 und 18 verschraubt wird. Im Betrieb des Antriebsstranges verstärkt die Schraube 14 die Struktur des Getriebes zusätzlich.
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Die 4 zeigt einen Ausschnitt einer dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen Getriebegehäuses. Diese dritte Ausführung der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein drittes Gehäuseteil 19, das durch die Schraube 13 mit den Verbindungsflanschen 17 und 18, sowie mit dem Anschlussteil 8 verschraubt ist. Das dritte Gehäuseteil 19 kann beispielsweise als Zwischenwand zwischen zwei Gruppen eines Mehrgruppengetriebes ausgebildet sein und zur Lagerung von Getriebewellen, wie beispielsweise Vorgelegewellen, verwendet werden. Durch die Anordnung des dritten Gehäuseteiles 19 zwischen dem ersten Gehäuseteil 10 und dem zweiten Gehäuseteil 11 ergeben sich zwei Aussparungen 15 beidseits des dritten Gehäuseteiles 19. Es sind auch zwei Dichtungen 16 vorgesehen, jeweils an den Kontaktstellen zwischen dem dritten Gehäuseteil 19 und dem ersten bzw. zweiten Gehäuseteil 10 bzw. 11.
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Die 5 und 6 zeigen jeweils einen Teil des erfindungsgemäßen Getriebegehäuses mit einer möglichen Positionierung der Anschlussteile 8 und 9. Während die Anschlussteile 8 und 9 gemäß 5 abtriebsseitig zu den Verbindungsflanschen 17 und 18 angeordnet sind, sind die Anschlussteile 8 und 9 in der Ausführung gemäß 6 antriebsseitig an den Verbindungsflanschen 17 und 18 befestigt. Durch diese verschiedenen Möglichkeiten der Anordnung der Anschlussteile 8 und 9 sind mehrere Einbauvarianten ohne weiteren Aufwand möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsmotor
- 2
- Getriebe
- 3
- Aufhängepunkt
- 4
- Aufhängepunkt
- 5
- Aufhängepunkt
- 6
- Aufhängepunkt
- 7
- Abtriebsanschluss
- 8
- Anschlussteil
- 9
- Anschlussteil
- 10
- erstes Gehäuseteil
- 11
- zweites Gehäuseteil
- 12
- Getriebegehäuse
- 13
- Befestigungselemente
- 14
- Verbindungselemente
- 15
- Aussparung
- 16
- Dichtung
- 17
- erster Verbindungsflansch
- 18
- zweiter Verbindungsflansch
- 19
- drittes Gehäuseteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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