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Dokumentenidentifikation DE4121757A1 09.01.1992
Titel Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge
Anmelder Zahnradfabrik Friedrichshafen AG, 7990 Friedrichshafen, DE
Erfinder Buri, Gerhard;
Bader, Josef, 7990 Friedrichshafen, DE
DE-Anmeldedatum 01.07.1991
DE-Aktenzeichen 4121757
Offenlegungstag 09.01.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.01.1992
IPC-Hauptklasse B60K 17/08
IPC-Nebenklasse F16D 23/06   
Zusammenfassung Bei einem Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge, das als Planetengetriebe (2) ausgebildet ist, wird ein Sonnenrad (3) von einer Ausgangswelle (4) eines vorgeschalteten Grundgetriebes angetrieben, während ein Steg (8) des Planetengetriebes (2) drehfest mit einer Abtriebswelle (9) des Bereichsgetriebes verbunden ist. Zur Schaltung einer ins Langsame übersetzten Bereichsgruppe des Bereichsgetriebes wird über eine Schiebemuffe (25) ein Hohlrad (6) mit einem Getriebegehäuse (1) verbunden. In einem direkten Durchtrieb verbindet die Schiebemuffe (25) das Hohlrad (6) mit dem Steg (8). Der bauliche Aufwand soll durch die Verwendung eines einstückig ausgebildeten Synchronringes (22) verringert werden, wobei dieser für beide Schaltrichtungen wirksame einstückige Synchronring mit seinen beiden Reibflächen (23) mit Kegelflächen (18 und 19) am Getriebegehäuse (1) und am Steg (8) zusammenwirkt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge, das ausgebildet ist als Planetengetriebe mit einem drehfest auf einer Ausgangswelle eines Grundgetriebes angeordneten Sonnenrad, einem drehfest mit einer Abtriebswelle des Bereichsgetriebes verbundenen Steg und einem Hohlrad, welches über eine konzentrisch zur Ausgangs- oder Abtriebswelle angeordnete Schaltkupplung in einer ins Langsame übersetzten Schaltstufe des Bereichsgetriebes mit einem Getriebegehäuse und in einem direkten Durchtrieb mit einem Antriebs- oder Abtriebsglied verbindbar ist, wobei die Schaltkupplung eine Synchronisiereinrichtung sowie eine axial verschiebbare Schiebemuffe aufweist, deren Verzahnung in zwei axialen Endstellungen der Schiebemuffe jeweils mit einer Kuppelverzahnung am Getriebegehäuse oder am An- bzw. Abtriebsglied in Eingriff bringbar ist.

Ein Bereichsgetriebe der genannten Gattung ist bekannt aus der DE-A 33 20 431. Dabei weist die Schaltkupplung eine Synchronisiereinrichtung mit zwei Synchronringen auf, von denen jeweils ein Synchronring mit einer Kegelfläche am Getriebegehäuse und mit einer Kegelfläche an einem mit der Ausgangswelle drehfesten Kupplungring zusammenwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fertigungsaufwand für eine an einem gattungsgemäßen Bereichsgetriebe verwendete Synchronisiereinrichtung zu verringern.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Synchronisiereinrichtung einen einteiligen Synchronring aufweist, der mit seinen beiden Reibflächen mit am Getriebegehäuse und am An- bzw. Abtriebsglied angeordneten Kegelflächen zusammenwirkt. Die Kegelflächen, die einen stumpfen Winkel einschließen, weisen außerdem einen geringfügigen axialen Abstand zueinander auf. Der einteilige Synchronring ist dabei mit zwei Reibflächen versehen, die parallel zu den Kegelflächen verlaufen. Für die Herstellung eines derartigen Synchronringes ist ein geringer Fertigungsaufwand erforderlich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben. Gemäß Anspruch 2 sollen in zumindest einer der Kegelflächen Schmiermittel-Abflußöffnungen vorgesehen sein. Schmiermittel, das von dem Planetengetriebe aus dem Ölsumpf in den Bereich der Schiebemuffe geschleudert wird, kann auf diese Weise über den zwischen den Kegelflächen vorhandenen Spalt und die Schmiermittel-Abflußöffnungen wieder aus der Synchronisiereinrichtung abfließen.

Weiterhin kann gemäß Anspruch 3 zwischen der Schiebemuffe und dem Synchronring eine Ringfeder angeordnet sein, die bei einer Axialbewegung der Schiebemuffe den Synchronring zum Ansynchronisieren gegen die jeweilige Kegelfläche bewegt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll gemäß Anspruch 4 der als Abtriebsglied dienende Steg einen über eine Lagerung von Planetenbolzen axial vorstehenden Bund aufweisen, an dem über eine Verzahnung der Kupplungskörper drehfest angeordnet ist. Auf diese Weise läßt sich der Kupplungskörper, an dem auch die Kegelfläche vorgesehen ist, als austauschbares Bauteil ausbilden. Auf die gleiche Weise kann nach Anspruch 5 der dem Getriebegehäuse zugeordneten Kupplungkörper über eine Verzahnung drehfest am Getriebegehäuse geführt sein.

Die Ansprüche 6 und 7 beschreiben zwei alternative Möglichkeiten der Axialverschiebung des Synchronringes zum Ansynchronisieren. Nach Anspruch 6 sind in einer U-förmigen Ausnehmung des Synchronringes rampenartige Druckstücke angeordnet. Diese Druckstöcke werden über Druckbolzen in axialer Richtung verschoben und üben in ihren Endstellungen eine Axialkraft auf den Synchronring aus. Nach Anspruch 7 können jedem Druckbolzen zwei Druckstücke zugeordnet sein, von denen jeder in eine Bewegungsrichtung des Schaltvorganges wirkt.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvole Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Bereichsgetriebe mit einer einen einteiligen Synchronring aufweisenden Schaltkupplung;

Fig. 2 eine Teilansicht aus Fig. 1, bei der eine Schiebemuffe der Schaltkupplung in axialer Richtung in ihre linke Endstellung verschoben ist;

Fig. 3 eine Teilansicht aus Fig. 1, bei der die Schiebemuffe wiederum in ihre Neutralstellung bewegt ist und

Fig. 4 eine Teilansicht aus Fig. 1, bei der die Schiebemuffe in axialer Richtung in ihre rechte Schaltstellung bewegt ist.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Getriebegehäuse bezeichnet, das in seinem Inneren ein als Bereichsgetriebe dienendes Planetengetriebe 2 aufnimmt. Das Planetengetriebe 2 weist eingangsseitig ein Sonnenrad 3 auf, welches drehfest verbunden ist mit einer Ausgangswelle 4 eines nicht dargestellten Grundgetriebes. Weitere Bauelemente des Planetengetriebes 2 sind Planetenräder 5, von denen in der Darstellung nur eines sichtbar ist, und ein Hohlrad 6. Die Planetenräder 5, die sich sowohl mit dem Sonnenrad 3 als auch mit dem Hohlrad 6 im Eingriff befinden, sind über Planetenbolzen 7 in einem Steg 8 gelagert. Der Steg 8 wiederum ist drehfest verbunden mit einer Abtriebswelle 9 des Bereichsgetriebes, welche aus dem Getriebegehäuse 1 herausgeführt und über eine Kardanwelle 10 mit einer nicht näher dargestellten Antriebsachse des Kraftfahrzeugs verbunden ist.

Am Getriebegehäuse 1 ist ein ringförmiger Kupplungskörper 11 befestigt, wobei er eine Kuppelverzahnung 12 aufweist, über die er auch drehfest im Getriebegehäuse 1 geführt ist. Am Steg 8 ist ein zweiter Kupplungskörper 13 befestigt, der eine Innenverzahnung 14 und eine äußere Kuppelverzahnung 15 aufweist. Mittels seiner Innenverzahnung 14 ist der zweite Kupplungskörper 13 drehfest auf einem axial vorstehenden Bund 8A des Stegs 8 angeordnet.

Beide Kupplungskörper 11 und 13 haben in axiale Richtung weisende, koaxial zur Abtriebswelle 9 verlaufende Ansätze 16 und 17, an denen Kegelflächen 18 und 19 vorgesehen sind. Zwischen den Ansätzen 16 und 17 verläuft ein Spalt 20, und von der Kegelfläche 18 führt durch den Ansatz 16 zumindest eine Schmiermittel-Abflußöffnung 21.

Auf den Kegelflächen 18 und 19 befindet sich ein einstückig ausgebildeter Synchronring 22, der parallel zu den Kegelflächen verlaufende Reibflächen 23 und an seinem äußeren Umfang, benachbart den beiden Kuppelverzahnungen 12 und 15, Sperrverzahnungen 24 aufweist. Auf dem Synchronring 22 ist eine Schiebemuffe 25 fliegend gelagert, die eine innere Kuppelverzahnung 26 aufweist und außerdem über eine Außenverzahnung 27 drehfest in einer Verzahnung 28 des Hohlrades 6 geführt ist. Die Schiebemuffe 25, die über eine nicht näher dargestellte Schaltgabel aus ihrer in Fig. 1 dargestellten Neutralstellung in Schaltstellungen verschoben werden kann, weist radiale Druckbolzen 29 auf, die in Richtung des Synchronringes 22 federbelastet sind. Diese Druckbolzen wirken mit rampenartigen Druckstücken 30 zusammen, die in einer am äußeren Umfang des Synchronringes 22 vorgesehenen Ausnehmung 31 vorgesehen sind. In axialer Richtung ist dabei die Ausnehmung durch stirnseitige Anlaufflächen 32 begrenzt.

Befindet sich die Schiebemuffe 25 in ihrer rechten Stellung, so ist das Hohlrad 6 über die Schiebemuffe 25 und den Kupplungskörper 11 drehfest mit dem Getriebegehäuse verbunden, wodurch das Bereichsgetriebe sich in einer ins Langsame übersetzten Stellung befindet. Wird die Schiebemuffe 25 durch eine Axialverschiebung in ihre linke Schaltstellung bewegt, so verbindet sie den Steg 8 über den zweiten Kupplungskörper 13 mit dem Hohlrad 6, wodurch ein direkter Durchtrieb des Bereichsgetriebes zustande kommt. Für das Bereichsgetriebe bestehen nur diese beiden Schaltstellungen, deren Funktion nachfolgend nochmals anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert werden:

In der Fig. 1 wird die Schiebemuffe 25 aus der ins Langsame übersetzten Schaltstellung des Bereichsgetriebes heraus nach links verschoben, wobei die Druckbolzen 29 in Anlage sind an den Druckstücken 30, die innerhalb der Ausnehmung 31 verschoben werden und schließlich zur Anlage kommen an der stirnseitigen Anlagefläche 32, wodurch eine Axialkraft auf den einstückigen Synchronring 22 ausgeübt wird, der eine Reibwirkung zwischen dessen Reibfläche 23 und der Kegelfläche 18 herbeiführt. Bei einer weiteren Axialbewegung der Schiebemuffe 25 wird deren innere Kuppelverzahnung 26 durch die Sperrverzahnung 24 des Synchronrings 22 hindurchgeführt und kuppelt ein an der Kuppelverzahnung 15. Diese Lage der Schiebemuffe 25 ist in Fig. 2 dargestellt.

Soll nun, wie in Fig. 3 dargestellt, die Schiebemuffe 25 aus dieser Schaltstellung heraus wieder in die ins Langsame übersetzte Stellung des Bereichsgetriebes verschoben werden, so nimmt zunächst der Druckbolzen 29 das Druckstück 30 innerhalb der Ausnehmung 31 mit, bis dieses zur Anlage gelangt an der gegenüberliegenden stirnseitigen Anlagefläche 32. Da der federbelastete Druckbolzen 29 an der schiefen Ebene des jeweiligen Druckstückes 30 entlangbewegt wird, nimmt wiederum die auf den Synchronring 22 übertragene Axialkraft zu. Dadurch wird wieder ein Reibmoment zwischen dem Synchronring 22 und der Kegelfläche 19 wirksam. Ist das Hohlrad über den Synchronring 22 völlig abgebremst, so läßt die Sperrwirkung der Sperrverzahnung 24 nach, und die Schiebemuffe 25 gelangt mit ihrer inneren Kuppelverzahnung 26 in Eingriff an der Kuppelverzahnung 12 des Kupplungskörpers 11. In dieser Stellung hat wiederum der Druckbolzen 29 das rampenartige Druckstück 30 überfahren.

Anstelle der Verwendung der federbelasteten Druckbolzen 29 und der rampenartigen Druckstücke 30 besteht auch die Möglichkeit, innerhalb der Ausnehmung 31 Ringfedern vorzusehen, die mit an der Schiebemuffe angeordneten schiefen Ebenen zusammenwirken.

Bezugszeichen

1 Getriebegehäuse

2 Planetengetriebe

3 Sonnenrad

4 Ausgangswelle

5 Planetenräder

6 Hohlrad

7 Planetenbolzen

8 Steg

8A axialer Bund

9 Abtriebswelle

10 Kardanwelle

11 Kupplungskörper

12 Kuppelverzahnung

13 zweiter Kupplungskörper

14 Innenverzahnung

15 äußere Kuppelverzahnung

16 Ansatz

17 Ansatz

18 Kegelfläche

19 Kegelfläche

20 Spalt

21 Schmiermittel-Abflußöffnung

22 Synchronring

23 Reibfläche

24 Sperrverzahnung

25 Schiebemuffe

26 innere Kuppelverzahnung

27 Außenverzanung

28 Verzahnung von 6

29 Druckbolzen

30 Druckstücke

31 Ausnehmung

32 stirnseitige Anlageflächen


Anspruch[de]
  1. 1. Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge, das ausgebildet ist als Planetengetriebe (2) mit einem drehfest auf einer Ausgangswelle (4) eines Grundgetriebes angeordneten Sonnenrad (3), einem drehfest mit einer Abtriebswelle (9) des Bereichsgetriebes verbundener Steg (8) und einem Hohlrad (6), welches über eine konzentrisch zur Ausgangs- oder Abtriebswelle (9) angeordnete Schaltkupplung in einer ins Langsame übersetzten Schaltstufe des Bereichsgetriebes mit einem Getriebegehäuse (1) und in einem direkten Durchtrieb mit einem Antriebs- (Ausgangswelle 4) oder Abtriebsglied (Steg 8) verbindbar ist, wobei die Schaltkupplung eine Synchronisiereinrichtung sowie eine axial verschiebbare Schiebemuffe (25) aufweist, deren Verzahnung (26) in zwei axialen Endstellungen der Schiebemuffe (25) jeweils mit einer Kuppelverzahnungen (12 bzw. 15) am Getriebegehäuse (1) oder am An- bzw. Abtriebsglied (4 bzw. 8) in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtung einen einteiligen Synchronring (22) aufweist, der mit seinen beiden Reibflächen (23) mit am Getriebegehäuse (1) und am An- bzw. Abtriebsglied (4 bzw. 8) angeordneten Kegelflächen (18 und 19) zusammenwirkt.
  2. 2. Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einer der Kegelflächen (18, 19) Schmiermittel- Abflußöffnungen (21) vorgesehen sind.
  3. 3. Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schiebemuffe (25) und dem Synchronring (22) innerhalb einer Ausnehmung (31) des Synchronrings (22) eine Ringfeder angeordnet ist.
  4. 4. Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Abtriebsglied dienende Steg (8) einen über eine Lagerung von Planetenbolzen axial vorstehenden Bund aufweist, an dem über eine Innenverzahnung (14) der Kupplungskörper (13) drehfest angeordnet ist.
  5. 5. Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungskörper (11) über eine Verzahnung, die in ihrer Verlängerung mit der inneren Kuppelverzahnung (26) der Schiebemuffe (25) kuppelbar ist, drehfest am Getriebegehäuse (1) geführt ist.
  6. 6. Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schiebemuffe (25) radiale in Richtung des Synchronrings (22) federbelastete Druckbolzen (29) angeordnet sind, daß in einer im Querschnitt gesehenen U-förmigen Ausnehmung (31) am Außenumfang des Synchronringes rampenartige Druckstücke (30) axial verschiebbar angeordnet sind, und daß die Druckbolzen (29) in beiden Bewegungsrichtungen der Schiebemuffe (25) über die Druckstöcke (30) eine Axialkraft auf den Synchronring (22) ausüben.
  7. 7. Bereichsgetriebe für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schiebemuffe (25) radiale, in Richtung des Synchronringes (22) federbelastete Druckbolzen (29) angeordnet sind, daß in einer im Querschnitt gesehen U-förmigen Ausnehmung (31) am Außenumfang des Synchronringes (22) jeweils beideseitig einer Quermittelebene der Schiebemuffe rampenartige Druckstücke (30) angeordnet sind, und daß die Druckbolzen (29) in beiden Bewegungsrichtungen der Schiebemuffe (25) über die beidseitig angeordneten Druckstücke (30) eine Axialkraft auf den Synchronring (22) ausüben.






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