DE102012207634A1

DE102012207634A1 - Getriebegehäuse

Info

Publication number: DE102012207634A1
Application number: DE102012207634A
Authority: DE
Inventors: Markus Ringstein
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2013-11-14
Also published as: WO2013167541A1

Abstract

Es wird ein Getriebegehäuse für ein Winkelgetriebe mit einem Gehäuseraum vorgeschlagen, in dem sich ein Kegelrad und ein Tellerrad/Differential in einem Ölsumpf (15) bewegen, wobei, im Getriebegehäuse (1) ein separates Bauteil als Ölzwischenspeicher (6) eingebaut ist.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem Getriebegehäuse für ein Winkelgetriebe. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Getriebegehäuse mit einem Gehäuseraum, in dem sich ein Kegelrad und ein Tellerrand oder Differential in einem Ölsumpf befinden.
Stand der Technik
Winkelgetriebe werden zum Umsetzen der Antriebskräfte und der Übertragung von Drehbewegungen und Drehmomenten eingesetzt. Das charakteristische Merkmal sind dabei die im Winkel zueinander stehenden An- und Abtriebswellen. Die Winkel der Achsen zueinander sind beliebig wählbar, betragen jedoch meist 90°. Eine der gebräuchlichsten Anwendung findet im Differenzialgetriebe statt.
Eine der Anforderungen eines Winkelgetriebes ist dabei ein geringes Bauvolumen des Getriebegehäuses insgesamt. Das Getriebegehäuse soll platzsparend im Fahrzeug einbaubar sein und möglichst wenig zum Gesamtgewicht des Fahrzeugs beitragen. Im Getriebegehäuse ist Schmiermittel in Form von Öl vorhanden, das als Schmiermittel, aber auch als Kühlmittel dient. Durch das verringerte Bauvolumen des Getriebegehäuses ist das Volumen des Kühl- und Schmiermittels ebenfalls reduziert. Dabei tritt das Problem auf, das bei zu niedrigen Schmiermittelniveau eine zuverlässige Schmierung aller Komponenten nicht mehr möglich ist, aber bei einem zu hohen Schmiermittelniveau die drehenden Teile, die Zahnräder des Winkelgetriebe, im Schmiermittel drehen und dadurch Verluste durch Panschen und Effekte der Schmiermittelalterung auftreten. Auch das Austreten von Schmiermitteln aus der Entlüftung des Winkelgetriebes wird beobachtet.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei denen Schmiermittel über Pumpen gefördert werden, wobei die Pumpen auf ein definiertes Schmiermittelreservoir zugreifen. Beispielsweise zeigte die EP0756676 B1 ein Getriebegehäuse, das über Wände, die im Gehäuse ausgebildet sind, unterschiedliche Schmiermittelräume gegeneinander abtrennt. Eine Pumpe greift auf eines dieser Schmiermittelräume zu und fördert Schmiermittel zu den unterschiedlichen Verbrauchern. Zusätzlich wird Schmiermittel über ein Schöpfrad gefördert.
Demgegenüber stellt die Erfindung ein Getriebegehäuse vor, das keine aufwändigen Zwischenwände für das Abtrennen von Schmiermittelräumen aufweist.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt eine verbesserte Ausführungsform der Gestaltung von entkoppelten Schmiermittelräumen dar.
Dazu weist die erfindungsgemäße Lösung des Getriebegehäuses ein separates Bauteil auf, das als Ölzwischenspeicher eingebaut wird. Dadurch vermeidet man aufwändige Ausgestaltungen des Getriebegehäuses selbst.
Die erfindungsgemäße Lösung des Ölzwischenspeicher zeigt dabei die Form eines Kreisringes, was die bauliche vorhandenen Volumina optimal ausnutzt.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass der Ölzwischenspeicher zentrisch um eine Abtriebswelle angeordnet werden kann. Auch dadurch wird der vorhandene Bauraum optimal ausgenützt.
Weiterhin ist es von Vorteil dass der Ölzwischenspeicher ein in sich geschlossenes Bauteil ist, das eine Eintrittsöffnung aufweist die als Abstreifkante gestaltet ist.
Vorteilhafte Weise hat der Ölzwischenspeicheröffnungen, die als Ablauföffnungen ausgebildet sind und die durch ihre Größe einen optimale Ablaufwiderstand herstellen können.
Es ist dabei auch von Vorteil, dass der Ölzwischenspeicher sich mindestens um einen Winkelbereich von 280° um die Abtriebsachse erstreckt und so einen Großteil des zur Verfügung stehenden Volumens im Innenraum des Getriebegehäuses umfasst.
Es ist weiterhin von Vorteil dass die Abstreifkante des Ölzwischenspeicher nahe am Kegelrad liegt. Dabei ist vorteilhafter Weise die Abstreifkante des Ölzwischenspeicher und die Verzahnung des Kegelrades so angeordnet, dass ein spitzer Winkel zwischen den beiden kannten vorhanden ist. Dadurch ermöglicht es die Abstreifkante das aufspritzende Öl in geeigneter Weise aufzufangen und in das Innere des Ölzwischenspeicher zuleiten.
Vorteilhafterweise ist der Ölzwischenspeicher durch Wände so begrenzt, dass er sich an die Form des Getriebegehäuses anpasst wobei vorteilhafter Weise eine begrenzende Wand entlang der Außenkontur des Tellerrates oder Differenzial verläuft.
Besonders vorteilhaft ist es, dass der Ölzwischenspeicher aus Kunststoff-Material hergestellt ist und als leichtes und stabiles Bauteil in das aus Eisenguss hergestellte Getriebegehäuse eingebaut wird. Dadurch wird Gewicht eingespart und der Aufbau des Getriebegehäuses selbst kann einfach ausgeführt sein.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird in den Zeichnungen 1–4 dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt 1 eine schematische Darstellung des Erfindungsgegenstandes.
2 zeigt einen Schnitt entlang der Ebenen A-A aus 1
3 zeigt einen Schnitt entlang der Ebene B-B aus 2
4 zeigt einen Schnitt entlang der Ebene C-C aus 1
1 zeigt ein Getriebegehäuse 1 mit einem Antrieb 2, wobei sich der Abtrieb 3 aus der Zeichenebene senkrecht nach oben erstreckt. Die Figur enthält zwei Schnittlinien A-A sowie C-C, die in den weiteren Figuren ausgeführt werden. 2 zeigt die Darstellung des Winkelgetriebe im Schnitt A-A. Ein Antrieb 2 treibt über eine Antriebswelle 8 ein Kegelrad 4 an. Die Antriebswelle 8 ist dabei auf Lagern gelagert mit den Bezugszeichen erstes Lager 10 und zweites Lager 11 dargestellt sind. Weiterhin weist die Antriebswelle 8 Dichtungen auf, die in der Zeichnung nicht näher ausgeführt sind. Das Kegelrad 4 ist kraftschlüssig mit dem Abtrieb 3 verbunden. Dabei greift das Kegelrad 4 in die Verzahnung eines Tellerrades oder Differentials 5 ein, das auf einer Abtriebswelle 9 sitzt. Im dargestellten Beispiel wird dabei die Antriebskraft um 90° umgesetzt. Die Abtriebswelle 9 ist ebenfalls auf Lagern abgestützt, wobei ein erstes Lager des Abtriebs 13 und ein zweites Lager des Abtriebs 14 dargestellt ist. Auch die Abtriebswelle 9 weist Dichtungen auf, beispielsweise Dichtungen 12a und 12b an beiden Austrittsebenen der Abtriebswelle 9. In der gewählten Schnittebene A-A ist ein Ölzwischenspeicher 6 zu erkennen, der den Raum zwischen Abtriebswelle 9 und dem Getriebegehäuse 1 an dieser Stelle ausfüllt. Der Ölzwischenspeicher 6 stellt dabei ein geschlossenes Volumen dar.
In 3 wird die Schnittebene B-B der 2 dargestellt. Auch hier ist der Antrieb 2 mit der Antriebswelle 8 zu erkennen, wobei die Abtriebswelle 9 senkrecht aus der Zeichnung herausragt. Das Kegelrad 5 greift in die Verzahnung des Tellerrades 5 ein. Der Ölzwischenspeicher 6 hat in etwa die Form eines Kreisringes, wobei sich der relative Durchmesser über das Kreissegment ändert. Im dargestellten Beispiel wird der Ölzwischenspeicher in seiner radialen Erstreckung reduziert, da das Getriebegehäuse sich auf der linken Seite der 3 verjüngt. Der Ölzwischenspeicher 6 weist an seiner Oberseite eine Abrisskante 7 auf, die als Eingangsöffnung für Schmiermittel dient. Auf der unteren Seite des Ölzwischenspeichers 6 wird der Raum des Ölzwischenspeicher durch eine Wand 18 verschlossen. Der Ölzwischenspeicher weist in dieser Ausführungsform eine Öffnung 16 auf.
Der Ölzwischenspeicher 6 ist von den rotierenden Teilen des Getriebes abgeschottet und wird durch die Rotationsbewegung und Förderung des Kegelrades und des Tellerrades gefüllt. Dabei wird das aufspritzende Öl über die Abstreifkante 7 dem Ölzwischenspeicher 6 zu geleitet. Über die Öffnung 16 wird das gesammelte Öl gezielt wieder in das Reservoir und in den Ölsumpf 15 abgelassen. Das Öl aus dem Ölsumpf wird dann wieder vom Tellerrad 5 befördert.
Durch das Aufnehmen des Öl im Ölzwischenspeicher wird der Wirkungsgrad und das Temperaturverhalten des Getriebes optimiert. Die Verluste durch Zahnradpantschen im Öl werden minimiert. Gleichzeitig wird eine optimale Ölmenge über die unterschiedlichen Verteilungswege zu den Verbrauchern wie den Lagerungen, und Radialwellendichtungen des Antriebs 2 sowie den Lagerungen des Tellerrades 5 und den dazugehörigen Dichtungen ermöglicht.
In 3 wird das aufspritzende Öl an der Abstreifkante 7 vom Ölzwischenspeicher 6 aufgenommen und über die Öffnung 16 den Ölsumpf 15 abgelassen. Der Ölzwischenspeicher wird dabei bis zu einem bestimmten Füllstand gefüllt. Beispielsweise ist der Ölstand dabei oberhalb der Abtriebswelle 9 angeordnet. Das aufspritzende Öl wird einem zweiten Kreislauf an die Oberseite des Getriebegehäuses gespritzt und läuft entlang der äußeren Kante des Kegelrades 4 über das erste Lager 10 bis zum zweiten Lager 11. Das Öl läuft über die Antriebswelle 8 der Schwerkraft folgend nach unten und über das erste Lager 10 wieder in den Ölsumpf 15. Eine am Gehäuse angebrachte umlaufende Nase dient als Rückhalt für einen Schmiermittelpegel im Antrieb, der eine zuverlässige Schmierung des Lagers 11 erlaubt.
Gleichzeitig wird über den Füllstand im Ölzwischenspeicher 6 und die Größe der Ablauföffnungen 16 der Ölstand im Ölsumpf 15 definiert.
4 zeigt einen Schnitt durch die Ebene C-C. Man erkennt in der 4 die Abtriebswelle 9 mit dem Tellerrad 5. Der Ölzwischenspeicher 6 ist in der Darstellung auf beiden Seiten der Abtriebswelle 9 zu erkennen und füllt dabei das Bauvolumen des Getriebegehäuses vollständig aus. Der Ölzwischenspeicher 6 ist als geschlossenes Gebilde zu sehen, dessen Wand sich zum Tellerrad 17 an der Bauform des Tellerrates anpasst. Der Ölzwischenspeicher ist an die Bauform des Getriebegehäuses angepasst, ermöglicht es dem Öl aber, auch entlang seiner Außenwände zu fließen. Das vom Tellerrad aufspritzende Öl wird an der Oberseite des Getriebegehäuses über Kanäle geleitet und schmiert die vordere Dichtung 12a der Abtriebswelle 9. Das Öl fließt über das zweite Lager des Abtriebs 14 in den Ölsumpf. Das aufspritzende Öl fließt dabei auch entlang der schiefen Außenfläche des Ölzwischenspeicher in Richtung auf das erste Lager des Abtriebs 13. Von dort fließt des auf die Dichtung 12b zu und über die Abtriebswelle 9 in das Lager 13 und die Außenfläche des Ölzwischenspeicher in den Ölsumpf sie vor 15.
Bezugszeichenliste

1: Getriebegehäuse
2: Antrieb
3: Abtrieb
4: Kegelrad
5: Tellerrad/Differential
6: Ölzwischenspeicher
7: Abstreifkante
8: Antriebswelle
9: Abtriebswelle
10: Erstes Lager Antrieb
11: Zweites Lager Antrieb
12: Dichtung
13: Erstes Lager Abtrieb
14: zweites Lager Abtrieb
15: Ölsumpf
16: Öffnungen
17: Wand zum Differential
18: Abschlusswand
19: Nase

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

EP 0756676 B1 [0004]

Claims

Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe mit einem Gehäuseraum, in dem sich ein Kegelrad (4) und ein Tellerrad/Differential (5) in einem Ölsumpf (15) bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass im Getriebegehäuse (1) ein separates Bauteil als Ölzwischenspeicher (6) eingebaut ist.
Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzwischenspeicher (6) die Form eines Kreisrings aufweist.
Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzwischenspeicher (6) zentrisch zu einer Abtriebswelle (9) angeordnet ist.
Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzwischenspeicher (6) ein geschlossenes Bauteil ist, das eine Abstreifkante (7) als Eintrittsöffnung aufweist.
Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzwischenspeicher (6) Öffnungen (16) als Ablauföffnungen aufweist.
Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzwischenspeicher (6) sich um mindestens einen Winkelbereich von 280° um die Abtriebsachse (9) erstreckt.
Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifkante (7) des Ölzwischenspeicher (6) nahe am Kegelrad (4) liegt.
Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifkante (7) des Ölzwischenspeicher (6) mit der Verzahnung des Kegelrades (4) einen spitzen Winkel bildet.
Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Ölzwischenspeicher (6) durch Wände begrenzt ist, die sich der Form des Getriebegehäuses anpassen und wobei eine Wand (17) entlang der Außenkontur des Diffentials (5) verläuft.
Getriebegehäuse (1) für ein Winkelgetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die der Ölzwischenspeicher aus Kunststoff besteht.