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Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit Lüfter.
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Es ist allgemein bekannt, dass bei einem Getriebe mit Lüfter eine höhere Leistungsfähigkeit erreichbar ist als bei einem ungekühlten Getriebe.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei kompakter Ausführung des Getriebes eine erhöhte Leistungsfähigkeit erreichbar zu machen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Getriebe mit Lüfter nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Getriebe mit Lüfter sind, dass der vom Getriebegehäuse umgebene Innenraum zumindest teilweise mit Öl befüllt ist,
wobei der vom Lüfter erzeugte Luftstrom zumindest teilweise durch ein Hohlteil geleitet wird,
wobei das Hohlteil durch den Innenraum des Getriebes, insbesondere durch den mit Öl befüllten Innenraum des Getriebes, geführt ist, insbesondere den Innenraum des Getriebes durchdringt.
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Von Vorteil ist dabei, dass eine verbesserte Kühlung erreichbar ist, da mittels des Hohlteils ein Luftstrom durch den ölbefüllten Innenraum des Getriebes durchleitbar ist und somit die Wärme direkt vom Öl des Getriebes über das Hohlteil in den Luftstrom überleitbar ist. Das Hohlteil ist dabei zwischen zwei Wänden des Getriebes anbringbar, insbesondere zwischen zwei sich gegenüberliegenden Wandabschnitten, die vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet sind. Somit ist das Hohlteil möglichst weit durch den Innenraum geführt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Hohlteil zwischen einem vom Lüfter geförderten Luftstrom und dem im Getriebe angeordneten Öl angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass ein geringer Wärmeübergangswiderstand vorgesehen ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hohlteil eine erste Mündungsöffnung zum Eintritt von Luftstrom und eine weitere Mündungsöffnung zum Austritt von Luftstrom auf. Von Vorteil ist dabei, dass das Hohlteil als Rohrteil ausführbar ist und somit der Luftstrom durchleitbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Mündungsöffnung auf der dem Lüfter zugewandten Seite des Getriebes angeordnet und/oder die weitere Mündungsöffnung auf der vom Lüfter abgewandten Seite des Getriebes angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass ein effektives Entwärmen ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Mündungsöffnung des Hohlteils näher am Lüfter angeordnet als die weitere Mündungsöffnung des Hohlteils. Von Vorteil ist dabei, dass ein kurzer Weg für den Luftstrom vorsehbar ist und somit ein effektives Entwärmen erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung verläuft der Innenquerschnitt des Hohlteils in Erstreckungsrichtung des Hohlteils konstant. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung des Hohlteils ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Hohlteil einen monoton, insbesondere streng monoton, veränderlichen Innenquerschnitt auf, insbesondere einen sich zur Eintrittsmündung hin verjüngenden Innenquerschnitt. Von Vorteil ist dabei, dass der Innenquerschnitt partiell auf die lokalen Wärmequellen anpassbar ist und welcher somit gegenüber einem konstanten Querschnitt eine optimierte Entwärmung aufweist. Insbesondere nimmt mit zunehmendem Querschnitt die Geschwindigkeit des Luftstroms ab und somit ist bei Bereichen mit hoher Temperatur ein schneller und bei Bereichen mit niedrigerer Temperatur ein langsamerer Luftstrom vorsehbar, so dass die Entwärmung optimierbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Hohlteil ein Rohr, welches zwischen zwei Ausnehmungen, insbesondere Bohrungen, im Getriebegehäuse angeordnet ist, wobei das Rohr dicht verbunden ist mit dem Getriebegehäuse, insbesondere stoffschlüssig, insbesondere schweißverbunden, und/oder kraftschlüssig und/oder schraubverbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ausführbar ist, da das Rohr nur durch zwei entsprechende Ausnehmungen der Getriebewandung, also Wandung des Getriebegehäuses, geführt werden muss und mit dem Getriebegehäuse schweißverbunden oder andersartig verbunden werden muss.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der vom Lüfter geförderte Luftstrom mittels eines Luftleitblechs zu einer ersten Mündungsöffnung des Hohlteils geführt. Von Vorteil ist dabei, dass ein effektives Entwärmen ausführbar ist und ein Luftleitblech kostengünstig herstellbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Hohlteil ein Profilteil, insbesondere ein nahtloses oder geschweißtes Teil oder ein Stranggussprofilteil, insbesondere aus Aluminium oder Stahl. Von Vorteil ist dabei, dass das Hohlteil einfach fertigbar ist und ohne wesentlichen Zusatzaufwand mit Kühlrippen ausführbar ist, die in den Innenraum des Getriebes hineinragen und somit die Wärme aus dem Öl des Getriebes effektiv abführen.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen einem Bereich des Getriebes und dem Hohlteil eine Heatpipe angeordnet zur Wärmeabfuhr vom Bereich zum Hohlteil,
insbesondere wobei die Heatpipe aus Stahl-Blech, Aluminium-Blech oder Kupfer-Blech gefertigt ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels einer Wärmebrücke, also mittels der Heatpipe, ein Wärmestrom vom Bereich des Getriebes mit hoher Temperatur zügig abführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an der zum Innenraum des Getriebes zugewandten Seite des Hohlteils Kühlrippen und/oder Kühlfinger angeordnet, insbesondere zur Ableitung von Wärme aus dem Innenraum, insbesondere aus dem Öl-befüllten Innenraum, zum Hohlteil hin. Von Vorteil ist dabei, dass eine weiter verbesserte Entwärmung des Getriebes ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Querschnitt des Hohlteils kreisrund, rund, eckig, vieleckig, insbesondere polygonal, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass der Querschnitt derart ausführbar ist, dass das Hohlteil in dem von Verzahnungsteilen freien Innenraumbereich des Getriebes anordenbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Getriebe ein auf dem Boden anordenbares Fußteil auf, welches das Getriebe vom Boden beabstandet,
wobei ein Teil des vom Lüfter geförderten Luftstroms zwischen Getriebe und Boden hindurchgeleitet wird. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Fußteils eine Beabstandung zwischen Boden und Getriebe erreichbar ist, so dass ein Luftstromanteil in diesem Raumbereich zur Kühlung des Getriebes beiträgt. Ein zusätzliches Leitblech entfällt, da der Boden eine Luftleitfunktion zusätzlich bewirkt.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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In der 1 ist eine Seitenansicht auf ein Getriebegehäuse eines erfindungsgemäßen Getriebes gezeigt.
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In der 2 ist eine zugehörige Vorderansicht gezeigt.
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Wie in den Figuren gezeigt, ist das Gehäuse des Getriebes aus einem Unterteil 2 und einem darauf aufgesetzten Oberteil 1 gebildet. Somit ist die Verbindung der beiden Teile (1, 2) an der Trennebene 8 ausgeführt, beispielsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie Schweißen, oder durch eine Schraubverbindung.
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Das Gehäuse weist Lagerbohrungen 5 auf, wobei in einer jeweiligen Lagerbohrung 5 ein Lager einer Welle, wie Abtriebswelle, Zwischenwelle oder Eintriebswelle, aufgenommen wird.
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Das Getriebe wird mit Öl befüllt, so dass der Ölpegel im Ruhezustand des Getriebes, insbesondere bei horizontal ausgerichteter Trennebene 8, geringfügig unterhalb der Trennebene 8 angeordnet ist.
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Bei Betrieb des Getriebes wird Wärme erzeugt. Insbesondere von der schnell drehenden eintreibenden Getriebestufe wird Wärme ins Öl des Getriebes und/oder in den entsprechenden Gehäusebereich übertragen, also den um die eintreibende Getriebestufe umgebenden Gehäusebereich.
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Ein Lüfter 7 fördert einen Luftstrom zum Getriebe hin. Vorzugsweise ist der Lüfter drehfest mit der eintreibenden Welle des Getriebes verbunden, so dass der Lüfter keinen separaten Antriebsmotor benötigt. Auf diese Weise ist eine besonders kompakte Anordnung erreichbar.
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Der Lüfter 5 ist vorzugsweise als Axiallüfter ausgeführt.
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Zumindest ein Teil des vom Lüfter geforderten Luftstroms wird mittels eines Leitblechs 6 zu einem Hohlteil 3 geleitet und/oder zum Beabstandungsbereich zwischen Boden und Getriebe. Dabei sind an der Unterseite des Gehäuses des Getriebes, insbesondere an der Unterseite des Unterteils 2, Fußteile 7 vorgesehen, so dass das Getriebe über die Fußteile 7 auf dem Boden gelagert ist und in dem zwischen Getriebe und Boden durch die Fußteile 7 erzeugten Beabstandungsbereich ein Luftstrom durchleitbar ist.
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Das Hohlteil 3 ist durch den Innenraum des Getriebes durchgehend angeordnet. Somit mündet also eine erste Öffnung des Hohlteils auf der dem Lüfter zugewandten Seite des Getriebes und eine zweite Öffnung des Hohlteils auf der dem Lüfter abgewandten Seite des Getriebes. Daher wird also ein Teil des Luftstroms durch das Hohlteil 3 befördert und dieser nimmt dabei Wärme von der Innenwand des Hohlteils 3 auf. Da das Hohlteil 3 aber im Ölsumpf des Getriebes angeordnet ist, wird somit Wärme aus dem Ölsumpf über das Hohlteil 3 an den dieses durchströmenden Luftstrom abgeführt.
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Das Hohlteil 3 erstreckt sich parallel zur Verbindungslinie des Raumbereichs der eintreibenden Getriebestufe und der abtreibenden Getriebestufe, insbesondere parallel zur eintreibenden Welle des Getriebes. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn das Getriebe eine Winkelgetriebestufe als eintreibende Stufe aufweist.
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Von Bereichen des Getriebes mit hoher Temperatur, wie beispielsweise dem Gehäusebereich der Lageraufnahme, sind auch Heatpipes vorgesehen, die mit dem Hohlteil verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig oder kraftschlüssig verbunden sind. Als Heatpipe ist hierbei ein Kupferblech oder ein Stahlblech oder ein Stahlteil verwendbar, so dass die Wärme durch das Blechteil oder Stahlteil fließt. Die Heatpipe ermöglicht einen geringeren Wärmeübergangswiderstand von dem Bereich hoher Temperatur zum Hohlteil im Vergleich zum sonstigen Wärmeübergangswiderstand. Denn die Wärmeleitfähigkeit der Heatpipe ist besser als die Wärmeleitfähigkeit durch das Öl des Getriebes und/oder das Gehäuse des Getriebes zu der Verbindungsstelle der Heatpipe mit dem Hohlteil.
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Vorzugsweise ist der Lüfter drehfest mit der eintreibenden Welle des Getriebes, insbesondere Untersetzungsgetriebes, verbunden und weist somit eine hohe Drehzahl auf.
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Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt des Hohlteils 3 in Erstreckungsrichtung des Hohlteils 3 gesehen nicht konstant sondern verjüngt sich zur Eintrittsmündung hin. Somit wird im Bereich der eintreibenden Getriebestufe ein kleinerer Innen-Querschnitt des Hohlteils als im Beriech der abtreibenden Getriebestufe vorgesehen, welcher einen größeren Wärmestrom in den Luftstrom überführt als im Bereich der abtreibenden Stufe, wo ein schwächerer Wärmestrom vom Ölsumpf zum aus dem Hohlteil 3 austretenden Luftstrom überführt wird. Vorzugsweise ist die Verjüngung monoton ausgeführt.
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Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt des Hohlteils 3 in Erstreckungsrichtung des Hohlteils 3 gesehen nicht konstant sondern verjüngt sich partiell über die Gesamtlänge. Somit ist die Entwärmung auf die lokalen Wärmequellen anpassbar.
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Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt in Erstreckungsrichtung des Hohlteils 3, also von dem Eintrittsmündungsbereich zum Austrittsmündungsbereichs des Hohlteils 3, nicht monoton, insbesondere streng monoton, zunehmend oder abnehmend sondern verändert sich entsprechend der Temperatur im jeweiligen Oberflächenbereich des Hohlteils 3.
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Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird im Bereich des großen Endrades am Abtrieb ein kleinerer Querschnitt als am eintreibenden Rad ausgeführt. Somit wird eine größtmögliche Oberfläche zur Wärmeabfuhr realisiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Oberteil
- 2
- Unterteil
- 3
- Hohlteil
- 4
- Fußteil
- 5
- Lagerbohrung
- 6
- Leitblech
- 7
- Lüfter
- 8
- Trennebene zwischen Oberteil 1 und Unterteil 2
