DE4123493C2 - Lagerung von Getriebewellen in einem Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung nach dem Oberbe­ griff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Lagerung dieser Art (SU 11 64 088 A) ist eine zentrale Eingangswelle mit ihrem einen Wellenende gegen­ über der üblicher Weise ein Festlager aufweisenden Kurbelwelle des Antriebsmotores sowohl durch eine Lastschaltkupplung in Antriebsverbindung bringbar als auch durch eine als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung gelagert. Eine den Getriebeab­ trieb bildende koaxiale Ausgangswelle ist mit ihrem abtriebs­ seitigen, also entgegengesetzt zur Eingangswelle liegenden Wellenende durch eine als Festlager ausgebildete Wälzlager­ anordnung in einer hinteren Gehäusewand des Getriebegehäuses gelagert. An ihren einander zugekehrten Wellenenden sind Ein- und Ausgangswelle durch eine als Loslager ausgebildete Wälzla­ geranordnung gegenseitig gelagert.

Bei dieser bekannten Lagerung treten an den beiden Festlagern von Ein- und Ausgangswelle hohe Axialkräfte auf, insbesondere wenn für die Zahnradstufen, welche diese beiden Wellen mit der üblichen parallelen Vorgelegewelle in Antriebsverbindung brin­ gen, Schrägverzahnungen vorgesehen sind.

Diese Axialkräfte sind nachteilig, weil die Festlager gehäuse­ seitig angeordnet sind, so daß jeweils die Axialkräfte unter den Absolutdrehzahlen der Wellen gegenüber dem Gehäuse auftre­ ten und darüber hinaus störende Schallgeräusche im Getriebege­ häuse erzeugen. Ein weiterer Nachteil bei der bekannten Lage­ rung ist durch das Auftreten von Axialspiel zwischen Ein- und Ausgangswelle u. a. infolge von Einbautoleranzen, Axialkräften und unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten von Wellen und Gehäuse bedingt.

Aus der DE 35 30 017 A1 ist ein Gangschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer im Getriebegehäuse zweifach gelagerten Zentralwelle zum Antrieb einer ersten Gruppe von Getriebegängen und einer auf der Zentralwelle gelagerten, kürzeren Hohlwelle zum Antrieb einer zweiten Gruppe von Getriebegängen bekannt, wo­ bei die Zentralwelle und Hohlwelle wechselweise angetrieben sind und jeder aus einem Festrad und einem Losrad gebildete Getriebe­ gang aus einem auf der Hohlwelle bzw. Zentralwelle angeordneten Zahnrad und einem mit ihm kämmenden Zahnrad einer zur Zentral­ welle parallelen Abtriebswelle besteht, von deren Stirnseite ein Achsantrieb ausgeht. Um die Getriebegänge den Wellen so zuzuord­ nen und die Lagerstellen der Wellen so anzuordnen, daß deren La­ gerung mit geringstmöglicher Wellendurchbiegung und eine einfa­ che Montierbarkeit gewährleistet sind, ist bei diesem bekannten Gangschaltgetriebe die Anordnung so getroffen, daß die erste Gruppe von Getriebegängen auf der einen Seite, die zweite Gruppe von Getriebegängen sowie ein endseitiges Lager der Hohlwelle auf der Zentralwelle an der anderen Seite der Zwischenplatte des Ge­ triebegehäuses angeordnet sind, die das eine Lager der Zentral­ welle und ein Lager der Abtriebswelle enthält, wobei eine Trenn­ ebene des zweiteilig oder dreiteilig ausgeführten Getriebegehäu­ ses im Bereich der Zwischenplatte zu ihr parallel verläuft. Die Abtriebswelle ist ausschließlich durch Loslager im Getriebege­ häuse gelagert, während die Zentralwelle und die Hohlwelle je­ weils für sich durch je ein Festlager gegenüber dem Getriebege­ häuse axial unbeweglich festgelegt sind.

Aus der DE 35 46 454 A1 ist ein Gangschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit Doppelkupplung, mit einer von einer ersten Kupplungsscheibe ausgehenden Zentralwelle zum Antrieb einer ersten Gruppe von Getriebegängen und einer kürzeren, zur Zentralwelle konzentrischen, von einer zweiten Kupplungsscheibe ausgehenden Hohlwelle zum Antrieb einer zweiten Gruppe von Getriebegängen bekannt. Um ein Gangschaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit Doppelkupplung zu entwickeln, mit dem eine unzulässig hohe Erwärmung einer Kupplungsscheibe verhindert werden kann, sind bei dem bekannten Gangschaltgetriebe die Hohlwelle und die Zentralwelle durch eine dazwischen angeordnete schaltbare Kupplung drehfest miteinander verbindbar. Die zur Zentralwelle parallel angeordnete Abtriebswelle ist ausschließlich durch Loslager im Getriebegehäuse gelagert, während die Zentralwelle und die Hohlwelle je für sich durch jeweils zwei einreihige Kegelrollenlager in Form einer O-Lagerung gegenüber dem Getriebegehäuse axial unbeweglich festgelegt sind.

Aus der EP 0 278 938 A1 ist ein Zahnräderwechselgetriebe (Doppelkupplungsgetriebe) mit zwei konzentrischen Eingangswel­ len, zwei Vorgelegewellen sowie einer zu den Eingangswellen koa­ xialen Ausgangswelle bekannt. Dieses bekannte Zahnräderwechsel­ getriebe zeichnet sich dadurch aus, daß eine von den Zahnrad­ kupplungen zur Einschaltung der dem jeweiligen Gang zugehörigen Zahnradstufe in den Kraftfluß unabhängige zentrale Synchronisie­ reinrichtung vorgesehen ist. Die Ausgangswelle ist an ihrem den Eingangswellen entgegengesetzten Wellenende durch ein Loslager in Form eines einreihigen Kegelrollenlagers im Getriebegehäuse gelagert, während das andere Wellenende der Ausgangswelle durch ein Loslager ebenfalls in Form eines einreihigen Kegelrollenla­ gers in dem benachbarten Wellenende der zentralen Eingangswelle gelagert ist. Die zentrale Eingangswelle ist an ihrem der Aus­ gangswelle benachbarten Wellenende gegenüber dem Getriebegehäuse durch ein Loslager in Form eines einreihigen Kegelrollenlagers und an ihrem anderen Wellenende durch ein Loslager in Form eines einreihigen Radialkugellagers in dem benachbarten Wellenende der Kurbelwelle des Antriebsmotors gelagert.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht im wesent­ lichen darin, eine Lagerung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die aufgezeigten Nachteile vermieden sind.

Die erläuterte Aufgabe ist in vorteilhafter Weise mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Bei der Lagerung nach der Erfindung ist jegliches axiales Spiel zwischen Ein- und Ausgangswelle "in sich" aufgehoben, weil nur noch ein gehäuseseitiges Festlager verwendet ist und die Axial­ kräfte aus der Schrägverzahnung einerseits durch die Reaktions­ kräfte am Festlager zwischen Ein- und Ausgangswelle und ande­ rerseits durch die Zahnkräfte der mit der Vorgelegewelle ver­ bundenen Zahnräder aufgefangen sind, also nicht am gehäusesei­ tigen Festlager in das Getriebegehäuse übergehen.

Die Erfindung gilt allgemein sowohl für sogenannte "einfache" Zahnräderwechselgetriebe, bei denen im Kraftfluß zwischen Hauptantriebswelle und Ausgangswelle in allen Gängen ein- und dieselbe Eingangswelle liegt, als auch für Zahnräderwechsel­ getriebe der Mehrwege-Bauart, bei denen wenigstens zwei Ein­ gangswellen vorgesehen sind, die beim Gangwechsel in korre­ spondierendem Wechsel in den Kraftfluß zwischen Hauptantriebs­ welle und Ausgangswelle durch Einrücken einer jeweils zugehö­ rigen Lastschaltkupplung einschaltbar sind.

Bei Anwendung der Erfindung auf die besagten "einfachen" Zahn­ räderwechselgetriebe, bei denen die Lastschaltkupplung durch eine axial kurz bauende Eingangswelle mit einem Antriebsritzel einer Zahnradstufe zum Antrieb der Vorgelegewelle verbunden ist, ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß Rundlauffehler der Kurbelwelle nicht auf das Antriebsritzel übertragen werden.

Die Unteransprüche 2 bis 9 haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung insbesondere hinsichtlich einer kurzen Bauweise zum Gegenstand.

Eine auf eine vorteilhafte Anwendung bei sogenannten Zwei­ wege-Zahnräderwechselgetrieben mit einer zentralen ersten Eingangs­ welle und einer konzentrisch zu ersterer angeordneten, als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle abgestellte Wei­ terbildung der Erfindung haben die Patentansprüche 10 und 11 zum Gegenstand.

Bei einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 12 für ein Zweiwege-Zahnräderwechselge­ triebe ist ein Axialspiel zwischen beiden Eingangswellen ver­ mieden, wobei auch Axialkräfte von der gehäuseseitigen Wälz­ lageranordnung der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Ein­ gangswelle ferngehalten sind.

Die Unteransprüche 13 bis 16 haben vorteilhafte Ausgestaltungen dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung zum Gegenstand.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von zwei in der Zeichnung schematisch dargestell­ ten Ausführungsformen. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Zweiwege-Zahnräder­ wechselgetriebe der Vorgelege-Bauart mit einer Lagerung nach der Erfindung in der ersten Aus­ führungsform, und

Fig. 2 eine Variante der Lagerung von Fig. 1 als eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind in einem geteilten Getriebe­ gehäuse 9 - fluchtend zu einer Drehachse 11-11 - hintereinander angeordnet eine Hauptantriebswelle 3, eine zentrale Eingangs­ welle 5 und eine Ausgangswelle 6. Das der Eingangswelle 5 be­ nachbarte Wellenende 16 der Hauptantriebswelle 3 - die in nicht mehr dargestellter Weise von einer Kurbelwelle eines Antriebs­ motores über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler antreib­ bar ist - ist durch ein Radial-Nadellager 31 gegenüber einer vorderen Stirnwand 32 des Getriebegehäuses 9 drehbar abge­ stützt. Zwischen dem Wellenende 16 der Hauptantriebswelle 3 und dem benachbarten Wellenende 12 der zentralen Eingangswelle 5 ist ein Radial-Nadellager 14 angeordnet. Ein das entgegenge­ setzte Wellenende 28 enthaltender Abschnitt 13 der zentralen Eingangswelle 5 ist als Hohlwelle 26 ausgebildet, welche sowohl durch ein als Festlager ausgebildetes zweireihiges Radial-Schräg­ kugellager 15 als auch durch ein Zylinderrollenlager 27 gegenüber dem vorderen Abschnitt der Ausgangswelle 6 gelagert ist. Dabei ist das Schrägkugellager 15 am vorderen Wellenende 17 der Ausgangswelle 6 und das Zylinderrollenlager 27 am hin­ teren Wellenende 28 der zentralen Eingangswelle 5 angeordnet. Das hintere Wellenende 7 der Ausgangswelle 6 ist durch ein als Festlager ausgebildetes zweireihiges Radial-Schrägkugellager 10 gegenüber einer hinteren Abschlußwand 8 des Getriebegehäuses 9 gelagert. Die zentrale Eingangswelle 5 ist mit der Hauptan­ triebswelle 3 durch eine für den Gangwechsel verwendete Last­ schaltkupplung 4 verbunden. Die Hohlwelle 26 trägt zwei mit ihr einteilig ausgebildete Zahnkränze 29 und 30 mit jeweiliger Schrägverzahnung, an denen Axialkräfte mit dem durch den Wirkungspfeil 33 angedeuteten Wirkungssinn auftreten. Auf der Ausgangswelle 6 sind Zahnräder 35, 36 und 37 drehbar gelagert, welche in der üblichen Weise durch eine Wechselschaltkupplung 38 bzw. 39 mit der Ausgangswelle 6 kuppelbar sind. Diese Zahnräder weisen jeweils eine Schrägverzahnung auf, an der Axialkräfte in dem durch den Wirkungspfeil 34 angedeuteten Wirkungssinn auftreten. Bei eingerückter Antriebskupplung 4 verläuft der Kraftfluß in den zugehörigen untersetzten Gängen über einen der beiden Zahnkränze 29, 30 und anschließend in bekannter Weise über eine nicht vollständig dargestellte Vor­ gelegewelle und anschließend über eines der Zahnräder 35 bis 36 zur Ausgangswelle 6. Die einander entgegengerichteten Zahn­ kräfte 33 und 34 an Eingangswelle 5 und Ausgangswelle 6 sind durch das Festlager 15 gefesselt, können also nicht nach außen über das gehäuseseitige Festlager 10 in das Getriebegehäuse 9 wirken.

Die zentrale Eingangswelle 5 durchsetzt eine als Hohlwelle aus­ gebildete zweite Eingangswelle 18, welche an ihrem vorderen Wellenende 40 durch ein Radial-Nadellager 41 gegenüber der zen­ tralen Eingangswelle 5 gelagert und durch eine für den Gang­ wechsel verwendete Lastschaltkupplung 19 mit der Hauptantriebs­ welle 3 verbunden ist. Die zweite Eingangswelle 18 ist gegen­ über einer dritten Gehäusewand 24 des Getriebegehäuses 9 durch ein als Festlager ausgebildetes einreihiges Radial-Rillenku­ gellager 20 und in diesem axialen Bereich gegenüber der zen­ tralen Eingangswelle 5 durch ein Zylinderrollenlager 21 gela­ gert. Die zweite Eingangswelle 18 weist einen zu ihr eintei­ ligen Zahnkranz 42 auf, mit welchem ein auf der besagten Vor­ gelegewelle drehfest angeordnetes Zahnrad ständig kämmt.

Gegenüber der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Fig. 1 unterscheidet sich die Ausführungsform der Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß die zweite Eingangswelle 18 nicht gegenüber dem Getriebegehäuse 9 (mittlere Gehäusewand 25), sondern gegenüber der zentralen Eingangswelle 5 durch ein Fest­ lager 23, in diesem Falle durch ein einreihiges Radial-Rillen­ kugellager, gelagert ist, und daß für die beiden Festlager 10 und 15 an der Ausgangswelle 6 jeweils ein zweireihiges Radi­ al-Rillenkugellager verwendet ist. Schließlich ist die zweite Eingangswelle 18 gegenüber einer mittleren Gehäusewand 25 als ein weiterer Unterschied durch ein Zylinderrollenlager 22 dreh­ bar abgestützt. Bei dieser Ausführungsform können sich die Axialkräfte am Zahnkranz 42 nicht auf die Gehäusewand 25 aus­ wirken.

Im übrigen stimmen beide Ausführungsformen miteinander überein, so daß in Bezug auf weitere Einzelheiten auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen werden kann.

Claims (16)

1. Lagerung von Getriebewellen in einem Zahnräderwechselgetriebe der Vorgelegebauart für Kraftfahrzeuge, bei der eine Eingangs­ welle von einem Antriebsmotor her angetrieben und eine koaxiale Ausgangswelle mit ihrem zur Eingangswelle entgegengesetzten Wel­ lenende in einer Gehäusewand eines Getriebegehäuses durch eine als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung sowohl drehbar ge­ lagert als auch in den Richtungen der Drehachse bewegungsfest gegenüber dem Getriebegehäuse festgelegt ist, und bei der ein Wellenende der Eingangswelle durch eine Wälzlageranordnung ge­ genüber dem benachbarten Wellenende der Ausgangswelle gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlageranordnung (15) der benachbarten Wellenenden (28 und 17) von Ein- und Ausgangswelle (5 und 6) als Festlager aus­ gebildet ist, so daß Ein- und Ausgangswelle (5 und 6) in den Richtungen der Drehachse (11-11) im wesentlichen unbeweglich zu­ einander festgelegt sind.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein das der Ausgangswelle (6) benachbarte Wellenende (28) aufweisender Abschnitt (13) der Eingangswelle (5) als Hohlwelle (26) ausgebildet ist, welche sowohl durch die als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung (15) als auch durch eine zusätzliche Wälzlageranordnung (27) gegenüber dem in der Hohl­ welle (26) angeordneten Wellenende (17) der Ausgangswelle (6) gelagert ist.

3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung (15) am Wellenende (17) der Ausgangswelle (6) und die zusätzliche Wälz­ lageranordnung (27) am Wellenende (28) der Eingangswelle (5) angeordnet ist.

4. Lagerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Zahnkranz (29 bzw. 30) drehfest zu dem als Hohlwelle (26) ausgebildeten Wellenabschnitt (13) der zentralen Eingangswelle (5) angeordnet ist.

5. Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Zahnkranz (29 bzw. 30) und Hohlwelle (26) einteilig sind.

6. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung (15) zwischen der zentralen Eingangswelle (5) und der Ausgangswelle (6) ein zweireihiges Radial-Schrägkugellager verwendet ist.

7. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung (10) zwischen der Ausgangswelle (6) und der zugehörigen Gehäusewand (8) ein zweireihiges Radial-Schrägkugellager verwendet ist.

8. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptantriebswelle (3) durch eine für den Gangwechsel verwendete erste Lastschaltkupplung (4) mit einer koaxialen Eingangswelle (5) verbunden ist,
daß eine Wälzlageranordnung (20), die zwischen einer als Hohl­ welle ausgebildeten und von der zentralen Eingangswelle (5) durchsetzten zweiten Eingangswelle (18), welche durch eine zweite für den Gangwechsel verwendete Lastschaltkupplung (19) mit der Hauptantriebswelle (3) verbunden ist, und einer Gehäu­ sewand (24) des Getriebegehäuses (9) angeordnet ist, als Fest­ lager ausgebildet ist, so daß die zweite Eingangswelle (18) in den Richtungen der Drehachse (11-11) unbeweglich festgelegt ist.

9. Lagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung (20) der zweiten Eingangswelle (18) ein einreihiges Radial-Rillen­ kugellager verwendet ist.

10. Lagerung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß im axialen Bereich der als Festlager für die als Hohlwelle ausgebildete zweite Eingangswelle (18) verwendeten Wälzlager­ anordnung (20) eine Wälzlageranordnung (21) zwischen den beiden Eingangswellen (5 und 18) angeordnet ist.

11. Lagerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die zwischen den beiden Eingangswellen (5 und 18) an­ geordnete Wälzlageranordnung (21) ein Zylinderrollenlager ver­ wendet ist.

12. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit Verwendung einer konzentrisch zur zentralen Eingangswelle (5) angeordneten Hohlwelle, welche als eine zweite Eingangswelle (18) sowohl durch eine zweite für den Gangwechsel verwendete Lastschaltkupplung (19) mit der Hauptantriebswelle (3) verbun­ den als auch durch je eine Wälzlageranordnung (22 bzw. 23) so­ wohl gegenüber einer zweiten Gehäusewand (25) des Getriebege­ häuses (9) als auch gegenüber der zentralen Eingangswelle (5) gelagert ist, und dadurch, daß die gemeinsame Wälzlageranordnung (23) der beiden Eingangswellen (5 und 18) als Festlager ausgebildet ist, die beiden Eingangswellen (5 und 18) in den Rich­ tungen der Drehachse (11-11) zueinander im wesentlichen unbe­ weglich festgelegt sind.

13. Lagerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlageranordnung (22) zur Lagerung der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Eingangswelle (18) gegenüber der zugehö­ rigen zweiten Gehäusewand (25) als Zylinderrollenlager ausge­ bildet ist.

14. Lagerung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß für die als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung (15) zwischen der zentralen Eingangswelle (5) und der Ausgangswelle (6) ein zweireihiges Radial-Rillenkugellager verwendet ist.

15. Lagerung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß für die als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung (10) zwischen Ausgangswelle (6) und Getriebegehäuse (9) ein zweirei­ higes Radial-Rillenkugellager verwendet ist.

16. Lagerung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die als Festlager ausgebildete Wälzlageranordnung (23) zwischen den beiden Eingangswellen (5 und 18) ein einreihiges Radial-Rillenkugellager verwendet ist.