CH675758A5

CH675758A5 -

Info

Publication number: CH675758A5
Application number: CH1266/87A
Authority: CH
Inventors: Walter Dipl-Ing Baiker
Original assignee: Walter Baiker Dipl Ing
Priority date: 1987-04-02
Filing date: 1987-04-02
Publication date: 1990-10-31
Also published as: EP0308441A1; WO1988007641A1; BR8806478A; CA1310278C; US5099715A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuggetriebe gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb dieses Fahrzeuggetriebes gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.

Herkömmliche Schalt-, Übertragungs-, Verteileroder Achsgetriebe bestehen gewöhnlich aus einem Gussgehäuse, welches Lagerungen, Übertragungswellen, Kupplungen und Zahnräder enthält. Zur Schmierung der Zahnräder und Lagerungen wird üblicherweise ein Ölbad vorgesehen, in welches die Zahnräder eintauchen und das sie herumwirbeln. Dieses System ist für normale Anwendungen und Fahrzeuge tauglich. Für grosse, moderne Spezialfahrzeuge, bei denen heutzutage immer höhere Motorleistungen gefordert werden, ist diese Getriebetechnik nicht mehr ausreichend. Sehr hohe Motorleistungen würden erheblich grösser dimensionierte Getriebe erforderlich machen und so neben dem Nachteil des bedeutend grösseren Platzbedarfes auch zu einem wesentlichen Mehrgewicht führen. Dabei ist der erhöhte Platzbedarf nicht akzeptierbar, da die Ladefläche dann höher liegen müsste, was wiederum erhebliche Nachteile, wie beispielsweise unstabiles Fahrverhalten, mit sich bringen würde. Das herkömmliche Verfahren zur Getriebeschmierung und die herkömmliche Konstruktionsweise erlauben auch bei der Verwendung moderner Werkstoffe, die höhere Belastungen der Wellen, Zahnräder und Lagerungen ermöglichen, keine Reduktion der Getriebedimensionen. Der Grund dafür liegt darin, dass beim Auftreten der höheren Belastungen und Drücke in den Lagerungen und an den Zahnflanken eine wesentlich höhere Wärmeentwicklung erfolgt, da sowohl an den Lagerungen als auch an den Zahnradübertragungen Verluste auftreten. Hinzu kommen Schleppverluste an Lamellenkupplungen und Synchronringen. Nach wie vor ist auch ein bedeutender Raum für den sogenannten Ölsumpf, in welchem 30 bis 60 und mehr Liter Öl vorhanden sind, erforderlich. Insgesamt betragen die Leistungs-Verluste, die alle in Wärme umgewandelt werden, bei Schaltgetrieben 10 bis 15% und bei Übertragungs- und Achsgetrieben 5 bis 10% der Motorenleistung. Bei Motorenleistungen von beispielsweise 500 kW beträgt die unerwünschte Wärmeleistung ca. 50 bis 80 kW. Bei einer solchen Wärmeabgabe sind 80 Liter Öl in Kürze auf 150° C erhitzt und damit ein kritischer Punkt erreicht, bei dem Schäden am Getriebe entstehen. Das Fahrzeug muss angehalten und vor der Weiterfahrt unter grossem Zeitaufwand abgekühlt werden und bildet während dieser Zeit ein Verkehrshindernis. Bei hohen Drücken reicht die Kühlung bzw. Schmierfähigkeit, selbst durch das Eintauchen mehrerer Zahnräder in das Schmieröl, nicht mehr aus. Ein höheres Auffüllen des Getriebegehäuses mit Öl bringt auch deshalb keine Abhilfe, weil die Zahnräder dann das Öl zu stark umwälzen, was zusätzliche Kraftverluste und eine zusätzliche Wärmeproduktion mit sich bringt, so dass sich das Getriebe noch schneller erhitzen würde.

Aus der AT-Patentschrift Nr. 379 441 ist ein Gehäuse für Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, bei dem ein doppelwandiges Gehäuse als Ölkühler dient. Der passive Einsatz eines doppelwandigen Gehäuses als Ölkühler bringt jedoch keine wesentlichen Vorteile mit sich. Insbesondere wird durch jenes Patent keine besondere Möglichkeit vorgesehen, wie das Gewicht des Getriebegehäuses reduziert werden könnte.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein zuverlässiges, leichtes und einen geringen Verschleiss aufweisendes Fahrzeuggetriebe zu schaffen, das bei relativ kleinem und leichtem Getriebegehäuse eine hohe Leistung übertragen kann, ohne dass unzulässig viel Wärme produziert wird und unakzeptable Kraftverluste die Leistung des Fahrzeuges beeinträchtigen und unwirtschaftlich machen.

Es ist des weiteren Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Fahrzeuggetriebes zu schaffen, das bei relativ kleinen Ölmen-gen und ohne Ölsumpf auch bei hohen Leistungen ein Getriebe zuverlässig zu schmieren und zu kühlen vermag und auch bei der Verwendung von Getrieben mit relativ kleinen Dimensionen einen Dauerbetrieb erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 und 9 genannten Merkmale gelöst.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuggetriebes wird das Schmieröl, mittels spezifisch angeordneten Düsen, direkt in die ineinander eingreifenden Zahnflanken und in die Lager eingespritzt, so dass genügend Öl an den entsprechenden Stellen zugeführt wird. Damit die Zahnräder nicht in das Öl eintauchen und dieses wie in einer Zentrifuge herumwirbeln, was einen zusätzlichen hohen Kraftverlust bedeuten würde, wird das Öl vorzugsweise mittels Druckluft aus dem geschlossenen Getriebegehäuse heräusgepresst. Es wird in einen an einem beliebigen Ort vorsehbaren Öltank eingeleitet. Dort wird es entschäumt und, falls nötig, rückgekühlt, um als normales, frisches Öl mittels einer Pumpe und vorzugsweise über ein in der Druckleitung vorgesehenes Filter wiederum den Düsen zugeführt zu werden. Dieses Schmiersystem ermöglicht es neu, sehr hohe Leistungen zu übertragen, ohne dass Getriebe nötig sind, die viel Platz in Anspruch nehmen und ein Übergewicht von hunderten von Kilos aufweisen, was zwangsläufig die Nutzlast des Fahrzeuges heruntersetzen würde. Die neue Konzeption eines ausserhalb des Getriebes liegenden Öltanks erlaubt es, einen grösseren Ölvorrat vorzusehen, ohne dass die bekannten Platzprobleme für das Getriebe auftreten, damit die Dauerhaftigkeit des Getriebes zu erhöhen und die Störanfälligkeit des Getriebeschmier-Systems zu reduzieren.

Das Fahrzeuggetriebe gemäss der Erfindung enthält ein doppelwandig ausgestaltetes Getriebegehäuse, was eine Verwendung im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Schmierverfahren ermöglicht und weitere Vorteile mit sich bringt. Herkömmliche Getriebekästen aus Grauguss wären nur in sehr schwerer Ausführung in der Lage, die hohen Belastungen der Lager- und Verwindungs-drücke auszuhalten. Sehr hohe, in die Getriebewän-

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de einzuleitende Lagerbelastungen entstehen aufgrund der hohen erforderlichen Drehmomente bei Geländefahrzeugen mit grossen Reifen, insbesondere in Steigungen oder schwierigem Gelände, wenn mit kleinen Gängen gefahren wird. Dank der neuartigen Bauweise des Getriebegehäuses aus dünnen vergüteten Blechen in einer Doppelwand-Schweiss-konstruktion wird eine hohe Steifigkeit bei sehr niedrigem Gewicht und dank den kleinen Aussenab-messungen ein geringer Platzbedarf erreicht. Die Hohlräume zwischen den Wänden des Getriebegehäuses sind mit Öl gefüllt, das über Düsen an der Innenwand des Gehäuses an die zu schmierenden Stellen gespritzt wird.

Anhand der nachfolgenden Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung und das erfindungs-gemässe Verfahren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein herkömmliches Verteilergetriebe, wie es beispielsweise für Allradfahrzeuge gebraucht wird.

Fig. 2 zeigt ein herkömmliches liegendes Vierwellen-Getriebe bei einer Neigung des Fahrzeuges auf die rechte Seite.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemässen Schaltgetriebes mit zwei Wellen, bei dem das Getriebegehäuse zur besseren Darstellung teils doppelwandig (Seitenwände), teils einwandig ausgelegt ist.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein Schaltgetriebe gemäss Figur 3.

Fig. 5 zeigt ein liegendes Dreiwellen-Getriebe gemäss der Erfindung.

Fig. 6 zeigt ein Regelventil zur Regelung des ÖI-standes im Getriebegehäuse.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Getriebes im Querschnitt entlang einer Vertikalebene.

Das Verfahren zur Schmierung von Fahrzeuggetrieben bringt vor allem im Zusammenhang mit Schwerfahrzeugen, Spezialfahrzeugen, wie beispielsweise Lastwagen, schweren Militärfahrzeugen, Autokranen etc. grosse Vorteile und bietet neue Möglichkeiten, eignet sich jedoch auch für normale Anwendungen bei kleineren Gebrauchsfahrzeugen. Das Fahrzeuggetriebe gemäss der Erfindung wird im folgenden vor allem anhand eines Schaltgetriebes beschrieben. Es ist aber festzuhalten, dass sich die erfindungsgemässen Getriebe für alle Getriebearten, die zusammen mit Fahrzeugen oder ähnlichen Maschinen zur Verwendung kommen, eignen.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Schmierung eines Fahrzeuggetriebes benutzt nicht wie bisher bekannt einen sogenannten Ölsumpf zur Schmierung des Getriebes, sondern das Schmieröl wird mittels spezifisch angeordneten Düsen 43 (Fig. 5) direkt in die ineinander eingreifenden Zahnflanken und in die Lager eingespritzt. Die Zahnräder tauchen folglich nicht in ein Ölbad ein, so dass nicht der bekannte, Energieverluste mit sich bringende Effekt auftritt, dass das Öl wie in einer Zentrifuge herumgewirbelt wird. Damit sich auch in Schräglagen des Getriebes und bei Erschütterungen des Fahrzeuges kein überflüssiges Öl im Getriebegehäuse befindet, wird vorzugsweise mittels Druckluft im Innern des Gehäuses ein Überdruck von 0,12-1 bar je nach Spiegelhöhe des externen Ölbehälters und den Leitungswiderständen aufgebaut, so dass das Öl aus dem geschlossenen Gehäuse an einer oder mehreren Stellen herausge-presst wird. Diese Massnahme dürfte normalerweise notwendig sein, da der Öltank meistens nicht unmittelbar unterhalb des Getriebes plaziert werden und das Öl somit nicht selbständig abfliessen kann. Damit die nichtmetallischen Dichtungsringe am Gehäuse nicht überbelastet werden, wird vorzugsweise eine Steuerung des Druckes vorgesehen. Dabei wird nur dann Druckluft in das Getriebe eingelassen, wenn sich eine gewisse Menge Öl am Boden des Getriebegehäuses angesammelt hat. Zur Regelung werden vorzugsweise Ventile eingesetzt.

Die einfachste Lösung benutzt allerdings kein Ventil, sie wird so realisiert, indem lediglich 2 knapp übereinanderliegende kapazitive Näherungsschal-ter, welche mit einer internen oder externen Verzögerung umschalten, als Füllstandssensoren verwendet werden. Die doppelte Ausführung, also zwei Sensoren statt nur einem, wird nur aus Gründen der Redundanz gewählt, damit bei einem Fehlverhalten der Steuerung nicht das Getriebe überfüllt wird. Bei einem breiten, liegenden Getriebe müssen jedoch zur Ermöglichung grosser Schräglagen beide Gehäuseenden eine Oldrainage aufweisen. Dann ist aber auch ein gesteuertes Abflussventil erforderlich, damit die im Gehäuse vorhandene Treibluft nicht durch den höher liegenden, ölfreien Abfluss wegfliessen oder entweichen kann.

Ein Ventil 35 (Fig. 5), beispielsweise ein Magnetventil oder ein über Druckluft gesteuertes Regelventil, das im Innern des Getriebegehäuses am Boden angebracht ist, öffnet sich, sobald der Ölstand ein gewisses Mass überschreitet und das überschüssige Öl wird aus dem Gehäuse gepresst. Über Abführleitungen 37 (Fig. 5) wird das Öl in einen an einem beliebigen Ort vorgesehenen Öltank 40 eingeleitet. Während die Frischöl-Zufuhr konstant erfolgt, wird demgegenüber die Ölableitung durch diesen Regelvorgang schubweise vorgenommen. Auch bei grösserem Ölbedarf ist es damit nicht notwendig, dass sich der gesamte Ölvorrat im Getriebegehäuse 1 befindet, so dass der Öltank 40 an einer der Fahrzeugkonstruktion entsprechenden Stelle, wo genügend Platz vorhanden ist, eingebaut werden kann. Dies erlaubt es, einen grösseren Ölvorrat vorzusehen und das Öl während des Betriebes ausserhalb des Getriebes aufzubereiten. Bevor das Öl wieder den Einspritzdüsen 43 zugeführt wird, wird es entschäumt und, falls nötig, abgekühlt. Mittels einer Pumpe wird das Öl aus dem Öltank zu den Düsen gepumpt. In der Ölleitung oder in speziellen Einrichtungen wird vorzugsweise ein Filter eingebaut, welches Verunreinigungen, insbesondere den schädlichen Metallabrieb der Getriebeelemente, aus dem Öl herausfiltert. Das auf diese Weise entschäumte und gereinigte Öl kann so. während dem Gebrauch des Getriebes aufbereitet werden und die Schmierfunktion damit optimal erfüllen. Da das Öl dem Getriebe fortwährend in frischem Zu-

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stand zugeführt wird, erhöht sich die Getriebelebensdauer gegenüber herkömmlichen Getriebeschmierungen. Das erfindungsgemässe Schmiersystem ermöglicht es, wegen der separaten Anordnung des Öltanks, der schonenden Schmierung des Getriebes und der Vermeidung von Energieverlusten durch einen Ölzentrifugen-Effekt sehr hohe Leistungen zu übertragen, ohne dass Getriebe benötigt werden, welche übermässig viel Platz beanspruchen und ein untolerierbares Gewicht aufweisen.

In Figur 1 ist ein herkömmliches Getriebegehäuse 1 mit einem sogenannten Verteilergetriebe mit drei Wellen 11, 12, 13 dargestellt. Diese drei übereinander liegenden Wellen sind mit Zahnrädern 14, 15,16 bestückt. Solche Verteilergetriebe werden insbesondere für Lastwagen, Militärfahrzeuge, Autokrane, Pneulader, Knickschlepper, Forstfahrzeuge usw. gebraucht. Nur das unterste Zahnrad 16 darf in das Ölbad 3 eintauchen. Würde man das Getriebegehäuse 1 bis zur Hälfte mit Öl füllen, was eigentlich wünschenswert wäre, um eine genügende Schmierung des obersten Zahnrades 14 und der Welle 11 zu erreichen, so entstände eine sogenannte Ölzentrifuge. Bei hoher Drehzahl würde ein so konzipiertes Getriebe über 50% Kraftverluste aufweisen, die in Wärme umgewandelt würden. Aus diesem Grunde basieren die herkömmlichen Verteilergetriebe nach wie vor auf dem dargestellten Prinzip mit einer nur geringen Eintauchtiefe eines Zahnrades, wobei man in Kauf nehmen muss, dass wegen einer ungenügenden Schmierung das Getriebe erhitzt wird und dementsprechend ein grosser Ver-schleiss auftritt. Die Zahnräder nutzen sich in der Folge ab, das Getriebe beginnt bei schneller Fahrt zu «heulen» und muss schliesslich ersetzt werden.

Figur 2 zeigt ein liegendes Vierwellen-Getriebe herkömmlicher Bauart. Bei einer Neigung des Fahrzeuges auf die rechte Seite kommt auch das Getriebegehäuse 1 in eine Schräglage und das Öl fliesst dementsprechend auf die rechte Seite. Offenbar tauchen die linksseitigen Zahnräder 21, 22 nicht mehr in das Ölbad 3 und werden demzufolge praktisch nicht mehr geschmiert. Dies führt innert kürzester Zeit zu Schäden und schliesslich zur Zerstörung des Getriebes. Für breite Getriebe, bei denen die Wellen 25 in einer Horizontal-Ebene angeordnet sind, ist eine solche Schmiermethode offensichtlich denkbar ungeeignet.

Figur 3 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen, stehenden Schaltgetriebes im Querschnitt Das Getriebegehäuse 1 ist im wesentlichen doppelwandig mit einer Aussenwand 9 und einer Innenwand 8 ausgestaltet. Die doppelwandige in einer Leichtbauweise ausgeführte Bauform bringt eine starke Erhöhung der Stabilität mit sich und macht das Gehäuse 1 verwindungssteif. Herkömmliche Getriebekästen aus Grauguss wären nicht in der Lage, ähnlich hohe Belastungen mit geringen Verformungen auszuhalten oder müssten für die Praxis untolerierbar grosse Dimensionen aufweisen. Die Wände 8, 9 bestehen vorzugsweise aus vergütetem Stahl- oder Leichtmetallblechen und sind mit Verbindungselementen 31, 32 verschweisst und bilden mit diesen zusammen das geschlossene

Getriebegehäuse. Die gestrichelte Linie deutet schematisch einen Getriebedeckel 6 an, in welchen eine nicht näher dargestellte Schaltvorrichtung integriert sein kann. Die Hohlräume 7 zwischen der Aussenwand 9 und der Innenwand 8 werden mit Öl gefüllt. Dieses wird dann über in dieser Abbildung nicht dargestellte Düsen in das Innere des Getriebegehäuses 1 und an die ensprechenden, zu schmierenden Stellen gespritzt. Auch die Ölzu- und Abfuhr sind hier nicht dargestellt. Diese Konstruktion des Getriebegehäuses 1 ermöglicht bei relativ geringem Gewicht und Platzbedarf eine hohe Stabilität selbst für grosse Belastungen. Der Hohlraum zwischen den Wänden dient so als zusätzliches Ölre-servoir, das in diesem vorhandene Öl unterstützt die Kühlung des Getriebes und hat zudem den Vorteil, dass der bei hohen Belastungen entstehende Lärm gedämpft wird. Durch diese Hohlräume 7, welche die Funktion von Zusatzreservoiren zum eigentlichen Öltank haben, kann der Ölvorrat gesteigert werden, was zu einer selteneren Wartung und wegen der grösseren Ölmenge zu einer erhöhten Dauerhaftigkeit und einer grösseren Unempfind-lichkeit des Systems führt.

Figur 4 zeigt das soeben beschriebene Getriebe in einem Längsschnitt. Das stehend einzubauende Schaltgetriebe ist von einem Getriebegehäuse 1 umschlossen, das oben mit einem Getriebedeckel 6 abgeschlossen ist. Die Vorder- und Hinterseite des Getriebegehäuses wird durch eine Doppelwand mit einer Innenwand 4 und einer Aussenwand 5 gebildet. In diese Doppelwand 4, 5 sind Lagerbüchsen 10 eingeschweisst in welchen Wellen 20 gelagert sind und die gleichzeitig eine Versteifung dieser Doppelwand 4, 5 bewirken. Sechs Getriebe-Zahnräder 19 sind schematisch dargestellt. Durch zwei Zuführöffnungen 2 wird Frischöl mittels einer Konstantpumpe aus dem Öltank eingespeist. Dieses wird dann durch mehrere Düsen 7 direkt in den Eingriff der Zahnräder gespritzt. Diese Düsen 7 werden dabei direkt an und/oder in der Innenwand 4 vorgesehen oder sind in diese integriert. Diese robuste Anordnung der Düsen gewährleistet auf einfache Weise ein betriebssicheres Einspritzen des Öls an die notwendigen Schmierstellen. Gleichzeitig können durch die Doppelwandkonstruktion und die erfin-dungsgemäss angeordneten Düsen 7 zusätzliche Ölleitungen im Getriebegehäuse vermieden werden. Die im Hohlraum der Doppelwand 4, 5 befindlichen Öipolster dienen gleichzeitig der Kühlung und der Lärmbekämpfung. Ober eine Abführöffnung 23 wird das Öi über eine Leitung wieder dem Öltank zugeführt.

Sowohl der Boden 18 des Getriebegehäuses als auch der Getriebedeckel 6 können zur Stabilitätserhöhung doppelwandig ausgestaltet werden. Über eine Öffnung 17 wird im Bedarfsfalle Druckluft eingespeist, die im Innern des Getriebegehäuses einen Druck aufbaut, und welche das überschüssige Öl durch die Abführöffnung 23 hinauspresst.

Die Hohlräume zwischen den verschiedenen Doppelwänden 4, 5 und 8, 9 (Fig. 3) können separate Kammern bilden oder miteinander verbunden sein, so dass das Öl frei in diesen Hohlräumen zirkulieren kann.

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Figur 5 zeigt ein liegendes Dreiwellen-Getriebe, beispielsweise ein liegendes Verteilergetriebe, wie es bei Allradfahrzeugen gebraucht wird. Das Getriebegehäuse 1 ist vorzugsweise aus vergütetem Blech geschweisst. Die obere Wand 28 ist doppelwandig ausgestaltet und dient so auch als Ölbehälter, zur Kühlung und zur Schalldämpfung. Der vor-und rückseitige Getriebedeckel, welche das Getriebegehäuse abschliessen, mit den darin integrierten Wellenlagerungen sind nicht dargestellt. Sie sind vorzugsweise ebenfalls in einer Doppelwand-Konstruktion ausgeführt. Die untere Wand 29 weist zwei Vertiefungen 42 auf, die je einen Sensor 33 enthalten. Diese Sensoren 33 erzeugen beim Ansteigen des Ölstandes in diesen Vertiefungen eine Änderung des Ausgangspotentials, welches der Steuerung eines Magnetventils 35 dient. Im Normalfall steuert der Sensor ein Druckluftmagnetventil, welches über eine Düse, bspw. von einem Durchmesser von 0,4 bis 0,5 mm, Druckluft in das Getriebe nachströmen lässt. Der erhöhte Getriebeinnendruck beschleunigt die Entleerung. Meistens wird, diese Verhältnisse vorausgesetzt, ca. 7 Sekunden nach dem Austauchen des Sensors das Druckluft-Magnetventil wieder geschlossen. Diskutiert wird hier die für sehr breite Getriebe ausgelegte Ausführungsform der Erfindung, wo bei Schräglagenfahrten die durch den tiefer liegenden Sensor geöffnete Druckluftzuführung einfach über die «trockene», gegenüber- und höherliegende Öffnung abfliessen würde und dadurch nur das Öl verschäumt.

Das Magnetventil 35 öffnet sich hierauf und das angesammelte Öl fliesst über die Öl-Leitung 37 zum Öltank 40 zurück. Gleichzeitig wird mittels diesem elektrischen Impuls ein Pneumatikventil 38 angesteuert, das sich öffnet, worauf die über ein Druckreduzierventil 34 geleitete Druckluft in das Innere des Getriebegehäuses 1 gelangt. Als Quelle dient ein Druckbehälter 38 dessen Innendruck beispielsweise ca. 10 bar beträgt. Dieser Druck kann durch das Druckreduzierventil 34 auf ca. 0,1 bis 1 bar verringert werden und die Druckluft gelangt schliesslich über ein Drosselorgan 39 zum Getriebegehäuse, wo sie dem Herauspressen des angesammelten Öls dient. Eine kleine direkt oder indirekt angetriebene Öipumpe 45 oder ein leicht gestauter Rücklauf fördert das Öl über eine weitere Ölleitung 49 zum Getriebe. Ein Feinfilter 47 ist dieser Ölleitung 49 zwischengeschaltet und dient der Reinigung des Schmieröls.

Die obere Wand 28 des Getriebegehäuses 1 weist auf ihrer Innenseite mehrere Düsen 43 (variable Bohrungen) auf die das Schmieröl einspritzen. Auf diese Weise wird ein geschlossener Ölkreislauf gebildet bei dem das gebrauchte Öl jeweils entschäumt, rückgekühlt, gefiltert und erneut dem Getriebe dosiert zugeleitet wird.

Bei grossen Motorleistungen des Fahrzeuges, insbesondere bei langen Steigungen oder in schwierigem Gelände, besteht die Gefahr, dass sich das Getriebe zu stark erhitzt. Eine zu hohe Öltempera-tur, welche die Schmierfähigkeit des Öls erheblich vermindert und sich damit nachteilig auf die Getriebefunktion bzw. den Verschleiss auswirkt, kann durch eine effiziente Kühlung vermieden werden. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise ein Motor 41 mit einem Ventilator vorgesehen, der im Bedarfsfalle eingeschaltet wird und den Öltank 40 kühlt.

In Figur 6 ist ein Regelventil zur Regelung des Ölstandes im Getriebegehäuse dargestellt. Das dargestellte Regelventil 50 ist für diesen Zweck optimal geeignet und erlaubt auf einfachste Weise eine zuverlässige Regelung. Dieses Regelventil 50 wird nicht wie das obenerwähnte Magnetventil 35 (Fig. 5) durch Strom gesteuert, sondern arbeitet mit Druckluft. In einem Gehäuse 51 befindet sich eine Vertikalachse 52, die mit einem im unteren Teil des Gehäuses 51 liegenden Ventilkegel 53 fest verbunden ist. Im oberen Gehäusebereich ist ein Kolben 54 fest mit dieser Achse 52 verbunden. Der Kolben 54 enthält an seiner Peripherie einen Dichtungsring 59, der einen Kammerbereich 60 abdichtet. Oberhalb des Kolbens 54 und in diesem Kammerbereich 60 befindet sich eine Schraubenfeder 55, welche den Kolben 54 nach unten drückt und der Ventilkegel 53 somit in den Ventilsitz 61 gedrückt wird und so die Öl-Austrittsöffnung 56 für den Ölaustritt schliesst. Auf der linken Seite ist eine Öffnung 57 vorhanden, in welche die Druckluft eintreten kann. Eine Öl-Eintrittsöffnung 58 im unteren Bereich des Gehäuses ermöglicht den Öleintritt. Bei Verwendung eines solchen Regelventils anstelle eines Magnetventils 35 (Fig. 5) muss der Ölstand-Sensor 33 nur das Pneumatikventil 36 ansteuern. Steigt die Öi-menge im Getriebegehäuse 1 an, so wird durch den das Pneumatikventil 36 geöffnet und der Druck im Getriebegehäuse steigt auf den erforderlichen Wert an. Dieser Druck bewirkt über die Öffnung 57 im Regelventil 50, dass der Kolben 54 und damit auch der Ventilkegei 53 angehoben wird und Öl über die Öl-Eintrittsöffnung 58 und die Öl-Austrittsöff-nung 56 zum Öltank 40 abfliessen kann. Dieser Vorgang dauert solange an, bis sich die Ölmenge in den Vertiefungen 42 genügend abgesenkt hat und die Sensoren umschalten. Es beginnt sich erneut Öl anzusammeln. Nach einigen Minuten erfolgt wiederum ein Abfliessvorgang. Der Grund dafür, dass zwei getrennte Abflusssysteme, die je einen Sensor, eine Leitung und ein Ventil aufweisen, vorhanden sind, liegt beim fahrbedingten Neigen des Getriebes. Im Gegensatz zu einem stationären Betrieb können hier Zentrifugalkräfte wirken (schnelle Kurvenfahrt) und Schräglagen enstehen (insbesondere bei Geländefahrten). Das verbrauchte Öl ist dann ungleichmässig am Boden des Getriebegehäuses 1 verteilt, es soll jedoch nur der unter dem Öl-spiegel liegende Abfluss geöffnet werden. Bei grösseren Getrieben ist es denkbar, dass sogar mehr als zwei Abflusssysteme vorgesehen werden müssen.

Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fahrzeuggetriebes im Querschnitt. Das Getriebegehäuse 1 ist nur teilweise doppelwandig ausgestaltet. Ein an der Oberseite des Getriebes liegender Getriebedeckel 6 ist gestrichelt angedeutet. An den gegenüber Verwindung exponierten Stellen werden zur Verstärkung des Gehäuses 1 Stahlplatten oder -bleche eingeschweisst. Die dadurch entstehenden Hohlräume 65, 66 können wiederum der Auf5

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nähme von Schmieröl dienen, wobei auch nur einzelne dieser Hohlräume 65, 66 mit Öi gefüllt sein können. Bei dem dargestellten Getriebegehäuse werden beispielsweise nur die Hohlräume 66 an den Seitenwänden mit Öl gefüllt.

Anstelle eines Drucksystems, welches das überschüssige Öl aus dem Getriebegehäuse presst, kann auch eine Absaugvorrichtung vorgesehen werden. Dabei kann permanent oder ebenfalls durch Sensoren gesteuert in regelmässigen Abständen das Öl abgesaugt werden und über einen geschlossenen Kreislauf wieder den Einspritzdüsen zugeführt werden.

Um das Getriebe gegen Überhitzung durch Öl-mangel oder durch einen zu hohen Ölstand, bei welchem durch einen Ölzentrifugen-Effekt Wärme produziert würde, abzusichern, können zusätzliche Sensoren im Getriebe vorgesehen sein, die optische oder akustische Warnsignale im Führerstand bewirken.

Claims

Patentansprüche

1. Fahrzeuggetriebe mit mindestens teilweise dop-pelwandigem Getriebegehäuse, insbesondere für Lastwagen, Schwerfahrzeuge, Speziai- und Baufahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (4, 5, 8, 9) des Getriebegehäuses aus dünnen Blechen gebildet sind.

2. Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen- (4, 8) und Aussenwand (5, 9) durch eingeschweisste Lagerbüchsen (10) verbunden sind.

3. Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (65, 66) zwischen den Wänden (4, 5, 8, 9) Teil des Ölkreis-laufs bilden und dass die Innenwand (4, 8) Einspritzelemente (7, 43) aufweist, über welche das Öl in das Innere des Getriebegehäuses (1 ) eingebracht wird.

4. Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzelemente (7, 43) als Einspritzdüsen ausgebildet sind, welche so ausgestaltet und angeordnet sind, dass das Schmieröl direkt und dosiert in den Eingriff der Zahnräder, in die Kupplungen und Wellenlagerungen eingespritzt wird.

5. Fahrzeuggetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Getriebegehäuses (1) mindestens ein Öl-Abflusssystem (42, 33, 35) vorgesehen ist, das mit einem sich ausserhalb des Getriebegehäuses befindlichen, geschlossenen Ölkreislauf (37, 40, 45, 47, 49) verbunden ist, welcher das Schmieröl in die Zwischenräume zwischen den Wänden (4, 5, 8, 9) und zu Einspritzelementen (7, 43) zurückleitet.

6. Fahrzeuggetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines Überdruckes im Getriebe für ein Herauspressen des gebrauchten Öls ein Druckbehälter (38) über eine Druckleitung (39) mit dem Innern des Getriebegehäuses verbunden ist.

7. Fahrzeuggetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckluftsystem mit einem Druckbehälter (38), einem Reduzierventil (34), einem Pneumatikventil (36) und einer Druckleitung (39) zur Drucksteuerung im Innern des Getriebegehäuses (1) vorgesehen ist, welches über mindestens einen Sensor (33) im Getriebegehäuse (1) gesteuert ist.

8. Fahrzeuggetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ölabsaug-Vorrichtungen vorhanden sind, zum Absaugen des Öls aus dem Getriebegehäuse.

9. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuggetriebes gemäss einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl mittels einer Mehrzahl von Einspritzelementen (43) direkt an die zu schmierenden Bereiche eingespritzt wird und das gebrauchte Öl über einen geschlossenen Kreislauf (35, 37, 40, 43, 45, 47, 49), in welchem es entschäumt und aufbereitet wird, diesen Einspritzelementen wieder zugeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass permanent oder in zeitlichen Abständen im Innern des Getriebegehäuses 1 ein Überdruck erzeugt wird, der das am Boden dieses Getriebegehäuses angesammelte Öl über Abflusssysteme (42, 33, 35) aus dem Getriebegehäuse her-auspresst.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlvorrichtung (41) im Olkreislauf vorgesehen ist und bei Bedarf die Öltemperatur auf einen zulässigen Wert abkühlt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das gebrauchte Öl permanent oder in zeitlichen Abständen aus dem Getriebegehäuse abgesaugt wird und den Einspritzvorrichtungen zugeführt wird.

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