DE19747104B4

DE19747104B4 - Schmierstoffreiniger in einem Getriebe

Info

Publication number: DE19747104B4
Application number: DE1997147104
Authority: DE
Inventors: Grzegorz Janiszewski
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2012-07-12
Anticipated expiration: 2017-10-25
Also published as: SE9603912L; SE9603912D0; SE507536C2; DE19747104A1

Abstract

Vorrichtung zum Trennen von Festkörpern von Schmieröl in einem Getriebe, das eine in einem zur Aufnahme von Öl ausgebildeten Gehäuse (1) angeordnete Welle (8) aufweist, und ein drehfest auf der Welle befestigtes Element (12) umfasst, wobei das Element eine Kammer (14) mit einer äußeren Umfangswand (15) definiert und einen Öleinlass (18) in die Kammer und einen Ölauslass (16) aus der Kammer aufweist, wobei die Kammer (14) ein Filterelement (19) enthält, das relativ zu dem Einlass (18) und dem Auslass (16) derart angeordnet ist, dass Öl, mit dem die Kammer versorgt wird, unter der Wirkung von dem Öldruck, der durch die Zentripetalkraft bei Drehung der Welle (8) erzeugt wird, durch das Filterelement und aus der Kammer pressbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Öleinlass (18) so deutlich von der äußeren Umfangswand (15) der Kammer (14) und dem Filterelement beabstandet und unter der Öloberfläche angeordnet ist, dass das zu filternde Öl bei Stillstand...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Festkörpern von Schmieröl in einem Getriebe, das eine in einem Gehäuse angeordnete Welle aufweist und Öl enthält, ein drehfest auf der Welle befestigtes Element enthält, wobei das Element eine Kammer definiert und einen Öleinlaß in die und einen Ölauslaß aus der Kammer aufweist.
STAND DER TECHNIK
Es ist eine bekannte Tatsache, daß die Lebensdauer von Lagerungen und Zahnrädern wesentlich durch die Menge von Festkörpern beeinflußt wird, wobei diese von dem Schmieröl trennbar sind. Je reiner das Öl ist, desto länger wird die Lebensdauer einer gegebenen Lager- oder Zahnradkonstruktion sein. Wahlweise kann bei gegebener Lebensdauer die Konstruktion bezüglich ihren Abmessungen von Lagern und Zahnrädern reduziert werden, was eine Reduzierung der Abmessungen des Getriebegehäuses mit begleitendem geringeren Gewicht und Kosten ermöglicht.
Ein bekanntes Verfahren, Festkörper wirksam, aus Schmieröl zu entfernen, ist mittels Druckbeaufschlagung des Öls unter Zuhilfenahme einer Pumpe, und das Pressen des Öls durch einen Filter, der periodisch gewechselt wird. Bei Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge und bei Getrieben für Schwerlastfahrzeuge wird dieses Verfahren benutzt, was ermöglicht, sehr kleine Festkörper herauszufiltern. Bei Getrieben für z. B. Personenkraftwagen ist es jedoch aus Platz- und Kostengründen nicht praktikabel, das Öl durch einen Filter unter Zuhilfenahme einer Pumpe zu pressen. In diesem Fall werden eher andere Mittel benutzt, z. B. magnetische Elemente, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, um Metallspäne aufzufangen, die von den sich drehenden Komponenten des Getriebes abgespant werden. Auf diese Art können jedoch nur relativ große Festkörper entfernt werden. Dies trifft auch auf Filterelemente zu, durch die das Öl unter Schwerkrafteinfluß strömt, da die Filterelemente eine große Maschenweite aufweisen müssen, um zu ermöglichen, dass Öl hindurchströmen kann.
Etwas kleinere Festkörper können unter Zuhilfenahme einer Vorrichtung der Art entfernt werden, die einführend beschrieben wurde und eine sich drehende Kammer mit einer Tasche nutzt, in die Festkörper im Öl durch die Wirkung der Zentripetalkraft geworfen werden und in der sie gesammelt werden. Eine Vorrichtung dieser Art ist z. B. aus der US 4 098 696 A bekannt. Selbst diese Vorrichtung kann die kleinsten Festkörper, die durch Verschleiß während des Betriebs gebildet werden, nicht trennen.
Die US 3 502 177 A zeigt ein Differential mit einer Filtervorrichtung, in der das Schmiermittel aus einem Sumpf durch eine mit einem Zahnkranz verbundene Trommel während der Rotation durch Schaufeln aufgenommen wird. Das Schmiermittel fließt aufgrund einer Zentrifugalkraft durch Öffnungen am Rand der Trommel, vor denen ein Filter vorgesehen ist.
Die US 3 831 762 A zeigt einen entfernbaren Ablagerungscontainer innerhalb eines drehbaren Fluidgehäuses, um Material, welches durch die Rotation des Gehäuses nach außen getrieben wird, aufzusammeln.
Die GB 1 007 491 A zeigt ein Schmiermittelfiltersystem für ein Hinterachsgetriebe, welches die Kombination eines Getriebegehäuses und eines Filzes offenbart.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einführend beschriebenen Art zu erzielen, die insbesondere, aber nicht ausschließlich, für Pkw-Getriebe geeignet ist, zum Heraustrennen von Partikeln, die einfach und kostengünstig ist und in dem Raum verwendet werden kann, der normalerweise in bestehenden Getriebesystemen für Personenkraftwagen zur Verfügung steht.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 erzielt. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
Der Öleinlass ist erfindungsgemäß so deutlich von der äußeren Umfangswand der Kammer und den Filterelementen beabstandet und unter der Öloberfläche angeordnet, dass das zu filternde Öl bei Stillstand der Welle durch den Öleinlass vor der Rotation der Welle in die Kammer fließen kann. Der Fülleffekt wird dabei hauptsächlich durch das bei jeder Stationärperiode erzielte Füllen bestimmt.
Gegenüber der bekannten Vorrichtung aus US 3 502 177 A werden die Filterwirkung der Vorrichtung verbessert, der Durchsatz des Filters signifikant erhöht und das Schmieröl dadurch effektiver sauber gehalten.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Beispiele im Einzelnen beschrieben, die in der beigefügten Zeichnung gezeigt sind, wobei die Figur einen Längsschnitt durch einen Abschnitt eines Pkw-Getriebes und eines hiermit zusammengebauten Endabtriebs zeigt.
In der Figur bezeichnet 1 ein Gehäuse eines Getriebes mit einem eingebauten Differential 2, das an die vorderen Antriebsachsen eines Fahrzeugs ankoppelbar ist. Das Getriebe ist von an sich bekannter Art mit doppelten Vorgelegewellen, von denen eine Vorgelegewelle 3 in der Figur gezeigt ist. Die Welle 3 weist ein Abtriebszahnrad 4 auf, das in den Zahnkranz 5 des Differentials 2 eingreift, wobei der Zahnkranz fest an einen Flansch 7 geschraubt ist, der einteilig mit einem Gehäuse 6 ausgebildet ist.
Das Getriebegehäuse ist mit Stummelwellen 8, 9 ausgestattet, die in Rollenlagern 10, 11 in dem Gehäuse 1 befestigt sind.
Eine Filtereinrichtung, im allgemeinen mit 12 bezeichnet, ist auf einer der Stummelwellen 8 befestigt und umfaßt einen hohlen scheibenförmigen Abschnitt 13, der in eine ringförmige Kammer 14 übergeht, die eine zylindrische Umfangswand 15 aufweist, welche konzentrisch zur Stummelwelle 8 ist und entlang ihres gesamten Umfangs gleichmäßig verteilte Perforationen 16 aufweist. Der Abschnitt 13 weist eine Radialwand 17 auf, die mit gleichmäßig beabstandeten Öffnungen 18 hergestellt ist. Innerhalb der Kammer 14 ist ein ringförmiger Filterkörper 19 befestigt. Der Filterkörper besteht aus einem Vorfilter 19a und einem Feinfilter 19b, die aus einer Vielzahl von groben und feinen Lagen Haschensieb bestehen können, von denen die radial am weitesten außen gelegene in Berührung mit der Innenseite der zylindrischen Wand 15 ist.
Es existieren eine Anzahl von Gründen, die beschriebene Filtervorrichtung 12 neben dem Differentialgehäuse 6 anzuordnen. Zunächst ermöglicht diese Anordnung einen größtmöglichen Durchmesser der Filtervorrichtung, die dem Öl in der Kammer 14 eine hohe Zentripetalkraft verleiht, wobei zugleich sichergestellt ist, daß der große Abschnitt des scheibenförmigen Abschnitts 13 und die Kammer 14 bei Stillstand unter der Oberfläche des Öls im Gehäuse eingetaucht sein werden, und zweitens ist ein Zunehmen der sich drehenden Massen verhindert, die synchronisiert werden müssen.
Jedesmal, wenn das Fahrzeug angehalten wird, wird Öl durch die Löcher 18 in den Teil der Filtervorrichtung unter der Öloberfläche strömen. Wenn das Fahrzeug gestartet wird und sich das Differentialgehäuse 6 zu drehen beginnt, wird die Filtervorrichtung 12 sich ebenfalls drehen und dann wird der Öldruck, der durch die Zentripetalkraft in einer Kammer 14 erzeugt wird, das Öl durch den Filterkörper 19 und aus den Perforationen 16 pressen. Festkörper werden in dem Filterkörper 19 haften. Eine kleine Menge von Öl kann ebenfalls in die Kammer 14 durch die Öffnungen 18 spritzen, aber das bei jeder Stationärperiode erzielte Füllen wird die Filterwirkung hauptsächlich bestimmen.
Mit Hilfe der beschriebenen Filtervorrichtung ist es unter sehr geringen Kosten und mit vernachlässigbarem Leistungsverlust möglich, effektiv sehr kleine Partikel herauszufiltern. Zu den geringen Kosten trägt unter anderem bei, daß der scheibenförmige Abschnitt 13 und die Kammer 14 einteilig aus einem Material mit geringer Festigkeit, z. B. Kunststoff, geformt werden können, da dieses keiner erheblichen Beanspruchung ausgesetzt wird.

Claims

Vorrichtung zum Trennen von Festkörpern von Schmieröl in einem Getriebe, das eine in einem zur Aufnahme von Öl ausgebildeten Gehäuse (1) angeordnete Welle (8) aufweist, und ein drehfest auf der Welle befestigtes Element (12) umfasst, wobei das Element eine Kammer (14) mit einer äußeren Umfangswand (15) definiert und einen Öleinlass (18) in die Kammer und einen Ölauslass (16) aus der Kammer aufweist, wobei die Kammer (14) ein Filterelement (19) enthält, das relativ zu dem Einlass (18) und dem Auslass (16) derart angeordnet ist, dass Öl, mit dem die Kammer versorgt wird, unter der Wirkung von dem Öldruck, der durch die Zentripetalkraft bei Drehung der Welle (8) erzeugt wird, durch das Filterelement und aus der Kammer pressbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Öleinlass (18) so deutlich von der äußeren Umfangswand (15) der Kammer (14) und dem Filterelement beabstandet und unter der Öloberfläche angeordnet ist, dass das zu filternde Öl bei Stillstand der Welle (8) durch den Öleinlass (18) vor der Rotation der Welle (8) in die Kammer fließen kann und dass der Fülleffekt hauptsächlich durch das bei jeder Stationärperiode erzielte Füllen bestimmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (14) ringförmig ist, konzentrisch zur Welle (8) angeordnet ist, und ein ringförmiges Filterelement (19) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (14) eine perforierte Umfangswand (15) aufweist, die zylindrisch ist, und dass das Filterelement (19) in Berührung mit der Innenseite der perforierten Wand ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem Fahrzeuggetriebe mit einem Schaltgetriebe und einem hiermit gekoppelten Differential (2), dadurch gekennzeichnet, dass das die Kammer (14) definierende Element (12) drehfest mit einer Welle (8) verbunden ist, die einen Abschnitt des Differentialgehäuses (6) des Differentials (2) bildet.