-
Die
Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Verteilergetriebe,
mit einer ersten Abtriebswelle, einer zweiten Abtriebswelle sowie
einer Kupplung zum Verteilen eines Drehmoments auf die Abtriebswellen,
wobei ein Versatztrieb zwischen die Kupplung und die zweite Abtriebswelle
geschaltet ist, welcher ein in einen Ölsumpf des Getriebes
eintauchendes Zahnrad umfasst, das zumindest teilweise von einem
Abschirmelement umgeben ist.
-
Ein
derartiges Getriebe ist beispielsweise aus der
WO 2008/011943 A1 bekannt.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs
genannten Art mit einem verbesserten Wirkungsgrad zu schaffen.
-
Die
Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und insbesondere dadurch gelöst, dass das Abschirmelement
zumindest bereichsweise an das Profil des Zahnrades angepasst ist.
-
Unter
dem Profil des Zahnrades ist in diesem Kontext die Oberflächenkontur
des Zahnrades bei einem axialen Schnitt durch den Mittelpunkt des
Zahnrades zu verstehen, mit anderen Worten also die Außenkontur
einer Querschnittsansicht des Zahnrades in einer Ebene, welche die
Drehachse des Zahnrades umfasst.
-
Das
Abschirmelement bewirkt eine Abschottung des Zahnrades gegenüber
dem Ölsumpf, wobei durch die erfindungsgemäße
Anpassung des Abschirmelements an das Profil des Zahnrades ein Spaltmaß zwischen
dem Abschirmelement und dem Zahnrad minimiert ist. Diese Minimierung
des Spaltmaßes bewirkt, dass zu jeder Zeit stets nur eine
minimale Menge von Schmieröl mit dem Zahnrad unmittelbar
in Kontakt steht, während der überwiegende Teil
des im Ölsumpf befindlichen Schmieröls durch das
Abschirmelement von dem Zahnrad abgeschottet ist.
-
Auf
diese Weise werden nicht nur Planschverluste reduziert, sondern
es wird auch das im Ölsumpf befindliche Schmieröl
während des Getriebebetriebs insgesamt nicht so stark erwärmt
wie bei einem herkömmlichen Abschirmelement, was dazu beiträgt,
die Schmieröltemperatur in einem optimalen Betriebsbereich
zu halten. Die Reduzierung von Planschverlusten und der Schmieröltemperatur
führen letztlich zu einer Verbesserung des Getriebewirkungsgrades.
Darüber hinaus bedeutet die Minimierung der Schmieröltemperatur
eine geringere Belastung des Schmieröls, wodurch die Lebensdauer
des Schmieröls erhöht ist.
-
Durch
die Anpassung des Abschirmelements an das Profil des Zahnrades wird
außerdem verhindert, dass sich die Zähne des Zahnrades
mit dem Abschirmelement verhaken können. Dies trägt zu
einer dauerhaft zuverlässigen Funktion des Getriebes bei.
-
Vorteilhafte
Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der
Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist das Abschirmelement wannenförmig
ausgebildet. Ein derartiges Abschirmelement umgibt das Zahnrad also
nicht vollständig, sondern nur so weit, dass ein oberer
Rand des Abschirmelements oberhalb des Schmierölpegels
des Ölsumpfs gelegen ist und dadurch verhindert wird, dass
Schmieröl von oben in die durch das Abschirmelement gebildete
Wanne einströmen oder oben aus dieser herausströmen
kann. Auf diese Weise werden die Planschverluste bei einem Minimum
an Materialeinsatz für das Abschirmelement optimal reduziert.
-
Das
Abschirmelement kann Seitenwände und einen zwischen diesen
angeordneten Umfangsabschnitt umfassen. Dabei sind vorzugsweise
die Seitenwände an das Profil des Zahnrades angepasst.
-
Gemäß einer
Ausführungsform umfasst das Zahnrad in radialer Richtung
gesehen einen inneren und einen äußeren Ringteil,
die durch einen Übergangsringteil miteinander verbunden
sind, welcher eine geringere Stärke als der äußere
Ringteil und gegebenenfalls auch als der innere Ringteil aufweist. Zur
Erreichung eines minimalen Spaltmaßes zwischen dem Abschirmelement
und dem Zahnrad folgen die Seitenwände ausgehend von dem
Umfangsabschnitt vorteilhafterweise der Kontur zumindest des äußeren
Ringteils und des Übergangsringteils. Entsprechend können
die Seitenwände auch der Kontur eines Bereichs des inneren
Ringteils folgen.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist das Abschirmelement aus zwei,
insbesondere mittels einer Rast- oder Clipsverbindung, miteinander
verbundenen Bauteilen zusammengesetzt. Dies erleichtert die Montage
des Abschirmelements an dem Zahnrad. Insbesondere ist es möglich,
das Zahnrad bereits vor einem Einbau in ein Gehäuse des
Getriebes mit dem Abschirmelement zu versehen.
-
Der
Umfangsabschnitt und eine Seitenwand des Abschirmelements können
beispielsweise einstückig miteinander ausgebildet sein,
während die andere Seitenwand ein separates Bauteil bildet.
Auf diese Weise können der Umfangsabschnitt und die eine
Seitenwand von der einen Seite her und die andere Seitenwand von
der anderen Seite her an das Zahnrad angesetzt und miteinander verbunden,
z. B. verclipst oder verrastet, werden.
-
Bevorzugt
weist das Abschirmelement ein Kunststoffmaterial und/oder ein Metallblech
auf.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform besitzt das Abschirmelement eine Ölzuführöffnung,
die für eine definierte Schmierölzufuhr zu dem
Zahnrad sorgt. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass
bei einer axialen Schmierölzufuhr, d. h. also bei einer
Anordnung der Ölzufuhröffnung in einer der Seitenwände
des Abschirmelements, Schmieröl nur in unzureichender Menge
in das Abschirmelement einströmt bzw. angesaugt wird. Vorteilhafterweise
ist die Ölzufuhröffnung deshalb durch den Umfangsabschnitt
des Abschirmelements begrenzt oder in diesem ausgebildet. Die Größe,
Form und Höhenpositionierung der Ölzufuhröffnung
ist dabei in Abhängigkeit von der Geometrie des Getriebegehäuses
zu optimieren.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform steht das Zahnrad mit einem weiteren,
insbesondere ebenfalls in den Ölsumpf des Getriebes eintauchenden,
Zahnrad in Eingriff, wobei die Zahnräder in einem Getriebegehäuse
gelagert sind, welches eine Druckkammer definiert, in welcher durch
die Rotation der Zahnräder Schmieröldruck erzeugbar
ist, um Schmieröl aus dem Ölsumpf zu der Kupplung
zu fördern. Die Druckkammer kann zu diesem Zweck über eine
Rohrleitung, z. B. ein Kunststoffrohr, direkt mit der Kupplung oder
mit einem Verteilerelement verbunden sein, welches das geförderte
Schmieröl zu verschiedenen Bereichen der Kupplung leitet.
-
Bevorzugt
weist das Abschirmelement einen Ölauslass auf, der eine
Strömung von Schmieröl, das durch das abgeschirmte
Zahnrad gefördert wird, in die Druckkammer zulässt.
Der Ölauslass kann beispielsweise dadurch gebildet sein,
dass der Umfangsabschnitt auf der zur Druckkammer weisenden Seite
des Abschirmelements in einer geringeren Höhe endet als
die Seitenwände des Abschirmelements.
-
Bei
dem abgeschirmten Zahnrad kann es sich beispielsweise um ein Zwischenzahnrad
des Versatztriebes handeln. Das weitere Zahnrad kann mit der zweiten
Abtriebswelle drehfest verbunden sein.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine
erste Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen
Getriebes;
-
2 eine
zweite Querschnittsansicht des Getriebes von 1; und
-
3 eine
perspektivische Explosionsansicht relevanter Komponenten des Getriebes
von 1.
-
Bei
dem in 1 bis 3 dargestellten Getriebe handelt
es sich um ein Verteilergetriebe, welches ein aus zwei Gehäusehälften 10, 12 zusammengesetztes
Getriebegehäuse 14 umfasst.
-
In
dem Getriebegehäuse 14 sind eine erste Abtriebswelle 16 und
eine zweite Abtriebswelle 18 drehbar gelagert. Bei der
ersten Abtriebswelle 16 handelt es sich um eine Hauptabtriebswelle,
die mit einer, z. B. durch einen Motor angetriebenen, Antriebswelle
starr verbunden ist.
-
Die
zweite Abtriebswelle 18 ist in an sich bekannter Weise über
einen Versatztrieb und eine Kupplung, insbesondere eine Reibungskupplung, wie
z. B. eine Lamellenkupplung, mit der ersten Abtriebswelle 16 koppelbar.
Die Kupplung dient dazu, Drehmoment in einem gewünschten
Verhältnis zwischen der ersten Abtriebswelle 16 und
der zweiten Abtriebswelle 18 zu verteilen.
-
Der
Versatztrieb umfasst ein Zwischenzahnrad 20, das einerseits
mit einem Zahnrad, das mit einer Abtriebsseite der Kupplung verbunden
ist, und andererseits mit einem Abtriebszahnrad 22 in Eingriff steht,
welches auf der zweiten Abtriebswelle 18 sitzt.
-
Wie
insbesondere 1 zu entnehmen ist, sind das
Zwischenzahnrad 20 und das Abtriebszahnrad 22 unterhalb
der ersten Abtriebswelle 16 angeordnet. Sowohl das Zwischenzahnrad 20 als
auch das Abtriebszahnrad 22 tauchen zumindest teilweise in
einen in dem unteren Bereich des Getriebegehäuses 14 ausgebildeten
Schmierölsumpf ein. Der Schmierölpegel des Schmierölsumpfs
ist in 1 durch die gestrichelte Linie 24 angedeutet.
-
Im
Getriebegehäuse 14 ist ein Kanal 26 ausgebildet,
welcher von dem Eingriffsbereich, in welchem das Zwischenzahnrad 20 und
das Abtriebszahnrad 22 miteinander in Eingriff stehen,
zu einer in dem Getriebegehäuse 14 ausgebildeten
Druckkammer 28 führt. Die Druckkammer 28 weist
einen Ausgang auf, an den eine Rohrleitung 30 angeschlossen ist,
die von der Druckkammer 28 zu einem in einem oberen Bereich
des Ge triebegehäuses 14 angeordneten Verteilerelement
führt, welches dazu dient, Schmieröl an verschiedene
Komponenten der Kupplung zu verteilen.
-
Wird
im Betrieb des Getriebes durch die Kupplung und den Versatztrieb
Drehmoment von der ersten Abtriebswelle 16 an die zweite
Abtriebswelle 18 abgezweigt, so dreht sich das Zwischenzahnrad 20 in
die in 1 durch den Pfeil 32 dargestellte Richtung
und das Abtriebszahnrad 22 in die durch den Pfeil 34 dargestellte
Richtung. Durch die Rotation des Zwischenzahnrads 20 wird
Schmieröl in die durch den Pfeil 32 angedeutete
Richtung mitgeschleppt, während gleichzeitig das Abtriebszahnrad 22 durch
seine Rotation für eine Strömung von Schmieröl
in die Richtung 34 sorgt. Das durch das rotierende Zwischenzahnrad 20 und
das rotierende Abtriebszahnrad 22 mitgeschleppte Schmieröl
wird durch den Kanal 26 in die Druckkammer 28 gedrängt, wodurch
sich in der Druckkammer 28 ein Druck aufbaut, der dafür
sorgt, dass Schmieröl aus der Druckkammer 28 durch
die Rohrleitung 30 nach oben zu der Kupplung strömt.
-
Wie 1 zeigt,
ist zwischen dem Abtriebszahnrad 22 und dem Getriebegehäuse 14 ein
Radialspalt 38 ausgebildet, der in Richtung des Eingriffsbereichs
von Zwischenzahnrad 20 und Abtriebszahnrad 22 enger
wird. Ein entsprechend enger werdender Radialspalt ist auch zwischen
dem Getriebegehäuse 14 und dem Abtriebszahnrad 22 vorgesehen.
Die Verengung der Radialspalte in Richtung des Eingangs des Kanals 26 trägt
zu einer Erhöhung des Schmieröldrucks in der Druckkammer 28 bei.
-
Wie 2 und 3 zeigen,
ist das Zwischenzahnrad 20 zumindest teilweise von einem wannenförmigen
Abschirmelement 40 umgeben, das bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial
gebildet ist, alternativ oder zusätzlich aber auch ein
Metallblech aufweisen kann.
-
Das
Abschirmelement 40 weist zwei Seitenwände 42, 44 und
einen dazwischen gelegenen Umfangsabschnitt 46 auf. Der
Umfangsabschnitt 46 ist an die erste Seitenwand 42 fest
angeformt, sodass die erste Seitenwand 42 und der Umfangsabschnitt 46 ein
erstes Bauteil des Abschirmelements 40 bilden. Die zweite
Seitenwand 44 stellt ein separates Bauelement dar.
-
Zur
Montage des Abschirmelements 40 an dem Zwischenzahnrad 20 werden
die erste Seitenwand 42 und der Umfangsabschnitt 46 einerseits
und die separate zweite Seitenwand 44 von entgegensetzten
Seiten her an das Zwischenzahnrad 20 angesetzt und miteinander
verbunden, beispielsweise mittels einer Rast- oder Clipsverbindung.
-
Der
Umfangsabschnitt 46 ist so dimensioniert, dass sein dem
Abtriebszahnrad 22 abgewandtes oberes Ende 48 über
den Schmierölpegel 24 hinausragt, um einen Eintritt
von Schmieröl in das Abschirmelement 40 zu verhindern.
An seinem dem Abtriebszahnrad 22 zugewandten unteren Ende 50 begrenzt
der Umfangsabschnitt 46 eine Ölzufuhröffnung 52,
die eine kontrollierte Zufuhr von Schmieröl in das Abschirmelement 40 hinein
ermöglicht. Die Form, Größe und Höhenpositionierung
der Ölzufuhröffnung 52 ist in Abhängigkeit
von der Geometrie des Getriebegehäuses 14 zu optimieren.
-
Da
der Umfangsabschnitt 46 wie in 3 gezeigt
an der Ölzufuhröffnung 52 endet und die
Seitenwände 42, 44 in einem unteren Bereich
wie in 1 gezeigt an dem Getriebegehäuse 14 anliegen,
wird bei der dargestellten Ausführungsform die untere Umfangsseite
des Abschirmelements 40 im Bereich zwischen der Ölzufuhröffnung 52 und
dem Kanal 26 durch das Getriebegehäuse 14 definiert.
Entsprechend definiert das Getriebegehäuse 14 zusammen mit
den Seitenwänden 42, 44 einen Ölauslass,
durch den durch das rotierende Zwischenzahnrad 20 mitgeschlepptes
Schmieröl aus dem Abschirmelement 40 austreten
und durch den Kanal 26 in die Druckkammer 28 einströmen
kann.
-
Alternativ
kann der Umfangsabschnitt 46 bis an den Kanal 26 heranreichen,
um zusammen mit den Seitenwänden 42, 44 einen Ölauslass
zu definieren, durch den durch das rotierende Zwischenzahnrad 20 mitgeschlepptes
Schmieröl aus dem Abschirmelement 40 austreten
und durch den Kanal 26 in die Druckkammer 28 einströmen
kann. Die Ölzufuhröffnung 52 wäre
in diesem Fall ausschließlich durch den Umfangsabschnitt 46 oder
durch den Umfangsabschnitt 46 und die Seitenwände 42, 44 begrenzt.
-
Wie 2 und 3 ferner
zu entnehmen ist, weist das Zwischenzahnrad 20 in radialer
Richtung gesehen einen inneren Ringteil 54, einen Übergangsringteil 56 und
einen äußeren Ringteil 58 auf. Dabei
besitzt der Übergangsringteil 56 eine geringere
axiale Abmessung oder Stärke als der innere und äußere
Ringteil 54, 58.
-
Wie
insbesondere 2 zeigt, folgen die Seitenwände 42, 44 des
Abschirmelements 40 ausgehend von dem Umfangsabschnitt 46 der
Außenkontur des äußeren Ringteils 58,
des Übergangsringteils 56 und des inneren Ringteils 54,
d. h. der Abstand zwischen den Seitenwänden 42, 44 ist
im Bereich des Übergangsringteils 56 geringer
als im Bereich des äußeren Ringteils 58 bzw.
des inneren Ringteils 54. Durch diese Anpassung der Seitenwände 42, 44 an
das Profil des Zwischenzahnrades 20 ist ein Axialspalt 60 zwischen
den Seitenwänden 42, 44 und dem Zwischenzahnrad 20 minimiert.
-
Zur
Erhöhung der Stabilität des Abschirmelements 40 sind
im Bereich des Übergangsringteils 56 schräg
verlaufende Versteifungsrippen 60 an den Außenseiten
der Seitenwände 42, 44 ausgebildet.
-
- 10
- Gehäusehälfte
- 12
- Gehäusehälfte
- 14
- Getriebegehäuse
- 16
- Abtriebswelle
- 18
- Abtriebswelle
- 20
- Zwischenzahnrad
- 22
- Abtriebszahnrad
- 24
- Schmierölpegel
- 26
- Kanal
- 28
- Druckkammer
- 30
- Rohrleitung
- 32
- Drehrichtung
- 34
- Drehrichtung
- 38
- Radialspalt
- 40
- Abschirmelement
- 42
- Seitenwand
- 44
- Seitenwand
- 46
- Umfangsabschnitt
- 48
- Ende
- 50
- Ende
- 52
- Ölzufuhröffnung
- 54
- innerer
Ringteil
- 56
- Übergangsringteil
- 58
- äußerer
Ringteil
- 60
- Axialspalt
- 62
- Versteifungsrippe
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 2008/011943
A1 [0002]