DE102021208683B3

DE102021208683B3 - Verfahren zum Reparieren einer Getriebeanordnung

Info

Publication number: DE102021208683B3
Application number: DE102021208683.7A
Authority: DE
Inventors: Andy Maes; Bert Verdyck; Stijn Rottiers; Wim DE LAET
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-08-10
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2023-01-19
Anticipated expiration: 2041-08-11
Also published as: WO2023016717A1; EP4384732A1; CN117098938A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reparieren einer Getriebeanordnung (101) mit einem Ölkreislauf; wobei mindestens eine Schmierstelle und mindestens ein Bauteil (115 ,117, 119) in den Ölkreislauf eingebunden sind; mit mindestens ein Wegeventil (121) mit mindestens zwei Schaltstellungen und mindestens drei Anschlüssen (121a, 121b, 121c); wobei in einer ersten Schaltstellung der erste Anschluss (121a) und der dritte Anschluss (121c) ölleitend miteinander verbunden und von dem zweiten Anschluss (121b) getrennt sind; wobei in einer zweiten Schaltstellung der erste Anschluss (121a) und der zweite Anschluss (121b) ölleitend miteinander verbunden und von dem dritten Anschluss (121c) getrennt sind; wobei die Schmierstelle und der zweite Anschluss (121b) ölleitend miteinander verbunden sind; wobei die Schmierstelle und der dritte Anschluss (121c) nicht ölleitend miteinander verbunden sind; und wobei das Bauteil (115 ,117, 119) und der erste Anschluss (121a) ölleitend miteinander verbunden sind; mit den Schritten Ausbauen des Bauteils (115 ,117, 119); Reparieren oder Ersetzen des Bauteils (115 ,117, 119); Einbauen des Bauteils (115 ,117, 119); und Spülen der Getriebeanordnung (101) unter Ausführung der folgenden Schritte: Überführen des Wegeventils (121) in die erste Schaltstellung; Fördern von Öl durch den Ölkreislauf; und Überführen des Wegeventils (121) in die zweite Schaltstellung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
EP 2 687 758 A1 offenbart eine Getriebeanordnung mit einem Turbinengetriebe und einem Schmierkreis zur Versorgung des Turbinengetriebes mit Schmiermittel, wobei der Schmierkreis eine erste Schmiermittelpumpe aufweist, deren Antrieb unabhängig vom Betriebszustand des Turbinengetriebes ist, und die in einem ersten Betriebszustand des Schmierkreises Schmiermittel über den Schmierkreis zu Verschleiß ausgesetzten Bauteilen des Turbinengetriebes fördert. Um das Entfernen des Schmiermittels aus dem Schmierkreis zu vereinfachen und zu verkürzen, weist der Schmierkreis einen Auslass auf, über den in einem zweiten Betriebszustand des Schmierkreises mithilfe einer Entleerpumpe Schmiermittel aus dem Schmierkreis entfernbar ist, wobei es sich bei der Entleerpumpe um die erste Schmiermittelpumpe handelt.
Aus DE 101 57 714 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges in einem ausgewählten Bereich der Betriebstemperatur des Betriebsmittels die Betriebstemperatur durch Steuerung des zeitlichen Volumenstromes des Betriebsmittels für den Wärmeaustausch zwischen dem Betriebsmittel und einem als Wärmeträger verwendeten Sekundär-Strömungsmittel auf einen vorgegebenen Sollwert in Abhängigkeit vom Istwert der Betriebstemperatur und/oder in Abhängigkeit vom Istwert von mindestens einem anderen Fahrzeugparameter, durch den eine bestimmte temperaturbeeinflussende Wirkung auf das Betriebsmittel vorhergesehen werden kann, selbsttätig einstellbar ist. Der ausgewählte Bereich der Betriebstemperatur schließt sowohl die in Warmlaufphasen des Antriebsaggregates auftretenden als auch die gegenüber dem Sollwert wesentlich höheren Temperaturwerte ein.
Ein Ölkreislauf eines Windkraftgetriebes weist üblicherweise einen internen und einen externen Teil auf. Der externe Teil zeichnet sich dadurch aus, dass er sich außerhalb eines Getriebegehäuses befindet. Der interne Teil befindet sich entsprechend innerhalb des Getriebegehäuses. Außerhalb des Getriebegehäuses, das heißt im externen Teil, werden Bauteile angeordnet, die zu Wartungszwecken zugänglich sein müssen. Schmierstellen des Getriebes, wie Lager oder Verzahnungen, befinden sich im Inneren des Getriebes und gehören damit zum internen Teil des Ölkreislaufs.
Wird der externe Teil des Ölkreislaufs zu Wartungszwecken geöffnet, besteht die Gefahr, dass Verschmutzungen in den Ölkreislauf eindringen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zu verhindern, dass es infolge der eingedrungenen Verschmutzungen zu erhöhtem Verschleiß oder Beschädigungen kommt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Reparieren einer Getriebeanordnung.
Eine Getriebeanordnung bezeichnet eine Anordnung, die ein Getriebe umfasst. Vorliegend umfasst die Anordnung darüber hinaus einen Ölkreislauf. Dies ist eine Anordnung von ein oder mehreren Ölleitungen. Diese sind ölleitend derart miteinander verbunden, dass das Öl in dem Ölkreislauf zirkuliert. Bevorzugt weist der Ölkreislauf eine Pumpe auf, die das Öl durch den Ölkreislauf fördert.
In den Ölkreislauf ist vorliegend mindestens eine Schmierstelle eingebunden. Diese wird durch das in dem Ölkreislauf zirkulierende Öl geschmiert. Vorzugsweise ist die Schmierstelle ist Inneren eines Getriebegehäuses angeordnet. Es handelt sich bei der Schmierstelle etwa um ein Lager oder die Verzahnung eines Zahnrads.
Die Getriebeanordnung umfasst mindestens ein Wegeventil mit mindestens zwei Schaltstellungen und mindestens drei Anschlüssen, vorzugsweise mit genau zwei Schaltstellungen und/oder genau drei Anschlüssen. Befindet sich das Wegeventil in einer ersten Schaltstellung, verbindet es den ersten Anschluss und den dritten Anschluss ölleitend miteinander. Der zweite Anschluss ist in der ersten Schaltstellung von dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss getrennt. In der ersten Schaltstellung besteht also innerhalb des Wegeventils weder eine ölleitende Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss noch zwischen dem zweiten Anschluss und dem dritten Anschluss.
In einer zweiten Schaltstellung verbindet das Wegeventil den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss ölleitend miteinander. Der dritte Anschluss ist in der zweiten Schaltstellung von dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss getrennt. In der zweiten Schaltstellung besteht also innerhalb des Wegeventils weder eine ölleitende Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem dritten Anschluss noch zwischen dem zweiten Anschluss und dem dritten Anschluss.
Die Schmierstelle und der zweite Anschluss sind ölleitend miteinander verbunden. Über den zweiten Anschluss lässt sich also die Schmierstelle in den Ölkreislauf einbinden. Öl, das durch den Ölkreislauf zirkuliert, wird über eine entsprechende ölleitende Verbindung von dem zweiten Anschluss zu der Schmierstelle geleitet.
Die Schmierstelle und der dritte Anschluss hingegen sind nicht ölleitend miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass Öl vom dritten Anschluss aus nicht zur Schmierstelle gelangen kann, sondern an der Schmierstelle vorbeigeleitet wird. Eine entsprechende Ölleitung, im Folgenden Bypass genannt, die ölleitend mit dem dritten Anschluss verbunden sein kann, umgeht die Schmierstelle.
Die erste Schaltstellung des Wegeventils entspricht einer Spülstellung. Die zweite Schaltstellung entspricht einer Betriebsstellung. Wird das Wegeventil in die Spülstellung gebracht, zirkuliert das Öl in dem Ölkreislauf über den Bypass, sodass die Schmierstelle umgangen wird. Mögliche Verunreinigungen, die sich im Ölkreislauf befinden, können so nicht in die Schmierstelle gelangen und diese beschädigen.
Durch Filtern und/oder Austauschen des Öls lassen sich die Verunreinigungen aus dem Ölkreislauf entfernen. Danach ist es möglich, in die Betriebsstellung zu wechseln, sodass die Schmierstelle über den zweiten Anschluss in den Ölkreislauf eingebunden und mit Öl versorgt wird.
Zum Fördern des in Öls wird in der Betriebsstellung bevorzugt dieselbe Pumpe wie in der Spülstellung verwendet. Dies ist von Vorteil, da sich die Anordnung mit der Betriebspumpe des Getriebes spülen lässt. Es ist nicht erforderlich, zum Spülen eine separate Pumpe in den Ölkreislauf einzubinden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der dritte Anschluss nicht nur mit der oben genannten Schmierstelle, sondern auch mit keiner weiteren Schmierstelle ölleitend verbunden. Dies gewährleistet, dass keinerlei Schmierstelle mit Verunreinigungen beschädigt wird, wenn sich das Wegeventil in der Spülstellung befindet.
Bevorzugt ist die Getriebeanordnung mit mindestens einem Bauteil weitergebildet, das in den Ölkreislauf eingebunden und mit dem ersten Anschluss ölleitend verbunden ist. Entsprechend verbindet mindestens eine ölleitende Verbindung das Bauteil und den ersten Anschluss ölleitend miteinander. Das in dem Ölkreislauf zirkulierende Öl fließt dann von dem Bauteil zu dem ersten Anschluss. Bei dem Bauteil handelt es sich etwa um eine Pumpe, einen Ölfilter, einen Ölkühler oder ein Leitungsrohr.
Die Getriebeanordnung ist darüber hinaus bevorzugt derart weitergebildet, dass das oben Bauteil außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist. Dadurch ist das Bauteil einfach zugänglich, sodass es sich einfach reparieren oder austauschen lässt.
Zu einem Ölkreislauf gehört vorzugsweise auch ein Ölsumpf. Dies ist ein Ölvorrat, das heißt ein Behälter zum Sammeln von Öl, aus dem der Ölkreislauf gespeist wird. Das Öl wird bevorzugt von einer Pumpe - etwa von der eingangs genannten Betriebspumpe - aus dem Ölsumpf gefördert, passiert die Schmierstellen und fließt schließlich zurück in den Ölsumpf.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der dritte Anschluss ölleitend mit dem Ölsumpf verbunden. Dadurch fließt Öl, das über den dritten Anschluss aus dem Wegeventil austritt, unter Umgehung der mindestens einen Schmierstelle in den Ölsumpf.
In einer alternativ bevorzugten Weiterbildung ist der dritte Anschluss ölleitend mit einem Schmutzölbehälter verbunden. Der Schmutzölbehälter dient der Sammlung von Öl, um es zu entsorgen. Im Unterschied zu dem Ölsumpf wird der Ölkreislauf nicht aus dem Schmutzölbehälter gespeist. Insbesondere ist der Schmutzölbehälter also von dem Ölsumpf verschieden.
Darüber hinaus bevorzugt ist der Schmutzölbehälter außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Schmutzölbehälter sich zum Entsorgen des in ihm befindlichen Öls einfach entnehmen lässt.
Spülen lässt sich die Getriebeanordnung, indem das Wegeventil in die erste Schaltstellung überführt wird. Während sich das Wegeventil in der ersten Schaltstellung befindet, zirkuliert Öl in dem Ölkreislauf. Vorzugsweise geschieht dies mit der Betriebspumpe des Getriebes. Möglicherweise in dem Ölkreislauf vorhandene Verunreinigungen werden dabei unter Umgehung der mindestens einen Schmierstelle ausgespült.
Anschließend wird das Wegeventil in die zweite Schaltstellung überführt. Dann passiert das in dem Ölkreislauf zirkulierende Öl die mindestens eine Schmierstelle, sodass das Getriebe in Betrieb genommen werden kann.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Reparieren der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung oder einer bevorzugten Weiterbildung. Im Rahmen dieses Verfahrens wird das eingangs genannte Bauteil ausgebaut, um es dann zu reparieren oder zu ersetzen. Das reparierte oder ersetzte weitere Bauteil wird anschließend wieder eingebaut. Um Verunreinigungen auszuspülen, die währenddessen möglicherweise in den Ölkreislauf gelangt sind, wird die Getriebeanordnung nun unter Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens gespült. Das Wegeventil wird also in die erste Schaltstellung überführt, bevor Öl durch den Ölkreislauf zirkuliert. Um die reparierte Getriebeanordnung anschließend in Betrieb zu nehmen, wird das Wegeventil anschließend in die zweite Schaltstellung überführt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:

1 eine Getriebeanordnung.

Die in 1 dargestellte Getriebeanordnung 101 umfasst ein Getriebe 103 und eine Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105.
In einem Gehäuse 107 des Getriebes 103 sind Zahnräder 109 angeordnet. Lager 111 zur Lagerung der Zahnräder 109 oder von Wellen, auf denen die Zahnräder 109 angeordnet sind, und Verzahnungen der Zahnräder 109 bilden Schmierstellen. Um Beschädigungen oder vorzeitige Ausfälle durch erhöhten Verschleiß zu vermeiden, werden die Schmierstellen mittels der Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105 mit Öl versorgt.
Das Gehäuse 107 bildet einen Ölsumpf, aus dem über eine Schnittstelle 113 Öl in die Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105 eingeleitet wird. Zur Förderung des Öls weist die Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105 eine Pumpe 115 auf. Filter 117 dienen dazu, Verunreinigungen aus dem Öl herauszufiltern. Weiterhin ist ein Ölkühler 119 in die Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105 integriert.
Die Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105 ist außerhalb des Gehäuses 107 angeordnet. Dadurch sind die Komponenten der Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105 für Reparatur- und Wartungsarbeiten einfach zugänglich.
Bei Reparatur- und Wartungsarbeiten besteht grundsätzlich das Risiko einer Eintragung von Verunreinigungen in den Ölkreislauf. Um zu verhindern, dass es aufgrund der Verunreinigungen zu Schäden an den Schmierstellen kommt, ist ein schaltbares Wegeventil 121 vorgesehen. Dieses weist einen ersten Anschluss 121 a, einen zweiten Anschluss 121 b und einen dritten Anschluss 121c auf.
Über den ersten Anschluss 121a tritt Öl aus der Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105 in das Wegeventil 121 ein. Je nach Schaltstellung des Wegeventils 121 tritt das Öl aus dem zweiten Anschluss 121b oder aus dem dritten Anschluss 121c aus. Im Normalbetrieb ist das Wegeventil 121 so geschaltet, dass das Öl aus dem zweiten Anschluss 121b austritt. Der zweite Anschluss 121b ist ölleitend mit den Schmierstellen des Getriebes 103 verbunden. Über den zweiten Anschluss 121b werden die Schmierstoffstellen also im Normalbetrieb mit Öl versorgt.
Nach Reparatur- oder Wartungsarbeiten wird das Wegeventil 121 umgeschaltet, um einen Spülbetrieb zu realisieren. Das Öl tritt dann nicht mehr über den zweiten Anschluss 121b, sondern über den dritten Anschluss 121c aus. Das aus dem dritten Anschluss 121c austretende Öl gelangt nicht in die Schmierstellen des Getriebes 103, sondern umfließt diese. In 1 sind entsprechende Bypässe 123a, 123b eingezeichnet, die sich alternativ oder in Kombination realisieren lassen.
Ein erster Bypass 123a verläuft innerhalb des Gehäuses 107. Öl, das über den ersten Bypass 123a abgeleitet wird, fließt direkt in den Ölsumpf ab. Von hier aus gelangt es in die Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105 und wird dort gefiltert. Indem das Öl also über die Schmierstoffversorgungsvorrichtung 105 und den ersten Bypass 123a im Kreis gefördert wird, lassen sich somit die Verunreinigungen ausfiltern.
Ein zweiter Bypass 123b leitet das Öl in einen Behälter 125. Das in dem Behälter 125 gesammelte Öl lässt sich entnehmen und durch Frischöl ersetzen.

Claims

Verfahren zum Reparieren einer Getriebeanordnung (101) mit einem Ölkreislauf; wobei mindestens eine Schmierstelle und mindestens ein Bauteil (115 ,117, 119) in den Ölkreislauf eingebunden sind; mit mindestens ein Wegeventil (121) mit mindestens zwei Schaltstellungen und mindestens drei Anschlüssen (121a, 121b, 121c); wobei in einer ersten Schaltstellung der erste Anschluss (121a) und der dritte Anschluss (121c) ölleitend miteinander verbunden und von dem zweiten Anschluss (121b) getrennt sind; wobei in einer zweiten Schaltstellung der erste Anschluss (121a) und der zweite Anschluss (121b) ölleitend miteinander verbunden und von dem dritten Anschluss (121c) getrennt sind; wobei die Schmierstelle und der zweite Anschluss (121b) ölleitend miteinander verbunden sind; wobei die Schmierstelle und der dritte Anschluss (121c) nicht ölleitend miteinander verbunden sind; und wobei das Bauteil (115 ,117, 119) und der erste Anschluss (121a) ölleitend miteinander verbunden sind; mit den Schritten - Ausbauen des Bauteils (115 ,117, 119); - Reparieren oder Ersetzen des Bauteils (115 ,117, 119); - Einbauen des Bauteils (115 ,117, 119); und - Spülen der Getriebeanordnung (101) unter Ausführung der folgenden Schritte: - Überführen des Wegeventils (121) in die erste Schaltstellung; - Fördern von Öl durch den Ölkreislauf; und - Überführen des Wegeventils (121) in die zweite Schaltstellung.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (115 ,117, 119) außerhalb eines Getriebegehäuses (107) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch einen Ölsumpf, aus dem der Ölkreislauf gespeist wird, und mit dem der dritte Anschluss (121c) ölleitend verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2; gekennzeichnet durch einen Schmutzölbehälter (125), mit dem der dritte Anschluss (121c) ölleitend verbunden ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der Schmutzölbehälter (125) außerhalb des Getriebegehäuses (107) angeordnet ist.