DE2005684A1

DE2005684A1 - Schmiersystem für Planetenschaltgetriebe

Info

Publication number: DE2005684A1
Application number: DE19702005684
Authority: DE
Inventors: Rändle Leslie Leamington Spa Warwickshire Abbott (Großbritannien)
Original assignee: GKN Birfield Transmissions Ltd
Current assignee: GKN Birfield Transmissions Ltd
Priority date: 1969-02-19
Filing date: 1970-02-07
Publication date: 1970-09-10
Also published as: ES376677A1; GB1291257A; FR2035654A5; SE351909B; US3650353A

Description

DIPL.-ING. HARRO GRALFS PATENTANWALT

33 BRAUNSCHWEIG

AM BORGERPARK β TELEFON (0531)2 45

6. Februar 1970 B 802 - G/Lie

G.K.N. Birfield Transmissions Limited,

Chester Road, Erdington^ Birmingham 24-England

Schmiersystem für Planetenschaltgetriebe

Die Erfinduag bezieht sich auf ein Schmiersystem für Planetenschaltgetriebe mit einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle und einem Reaktionsglied sowie mit einem Gehäuse und einem Schmiermittelreservoir·

Es ist bereits ein Planetenschärtgetriebe bekannt, bei dem das Schmiermittel die Zahnräder umfließt, nachdem es während der Relativbewegung der Zahnräder zum Gehäuse von einem Aufnehmer aufgenommen worden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schmiersystem für ein Planetenschaltgetriebe zu schaffen, bei dem die Zirkulation des Schmier-

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mittels durch die Relativbewegungen zwischen den Getriebeteilen hervorgerufen wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß durch das Getriebe zwei Schmiermittelpfade gebildet werden, die mit dem Reservoir in Verbindung stehen, wobei das Schmiermittel bei laufendem Getriebe entlang des einen oder des anderen Pfades strömt, und daß der vom Schmiermittel eingeschlagene Pfad von dem jeweils im Getriebe herrschenden Zustand abhängig ist·

Das Schmiermittel fließt vorzugsweise entlang des einen Weges, wenn im Getriebe die Übersetzung eingeschaltet ist und entlang des anderen Weges, wenn die direkte Kupplung eingeschaltet ist·

Vorzugsweise wird der Schmiermitcelfluß entlang des einen Weges bei eingeschalteter Übersetzung durch die Relativbewegung zwischen Antriebswelle und Sonnenrad hervorgerufen, wobei das Sonnenrad das Reaktionsglied darstellt.

Bei der eingeschalteten Übersetzung wird der Schmiermittelfluß vorzugsweise durch eine zwischen der Antriebswelle und dem Son· nenrad befindliche, mit Schneckenprofil versehene Buchse hervorgerufen.

Weiterhin kann der Schmiermittelfluß längs des anderen Weges bei direkter Kupplung durch die Rotation eines radial in der Antriebswelle angeordneten Kanals erzeugt werden, wobei der Kanal einen Teil des anderen Weges darstellt.

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Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht und im nachstehenden anhand der Zeichnung im eineeinen erläutert.

Es zeigen:

Fig· 1 in einem Längsschnitt längs Linie 1-1 der Fig. 2 ein BChaltbares Planetenhilfsgetriebe,

Fig. 2 den dazugehörigen Schnitt längs Linie 2-2 der Fig. 1 und

Fig· 3 in einem Schnitt ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.

Das in den Fig· 1 und 2 dargestellte schaltbare Planetenhilfegetriebe, das beispielsweise bei Straßenfahrzeugen eingesetzt werden kann, ist in einem Gehäuse 10 angeordnet, das an einem Anpassungsgehäuse 12 befestigt ist. Das Anpassungsgehäuse ist ein Gehäuseteil des Hauptschaltgetriebes (nicht dargestellt). Eine Welle 13 ist so angeordnet, da** sie mit der Abtriebswelle des Hauptschaltgetriebes verbunden werden kann. Sie stellt die Antriebswelle,des Planetenhilfsgetriebes dar.

Das von dem Hauptgetriebe entfernt liegende Enae der Welle 13 ist mit einem Keilnutenprof11 16 versehen, das zum Antrieb des Planetenradträgers 17 mit dessen Keilnutenprofil zusammenwirkt. Das Ende der Welle 13 ist zusätzlich mit einem Absatz 18 versehen, der mittels einer (nicht dargestellten) Buchse in der Abtriebswelle 2o des schaltbaren Planetenhilfsgetriebes gelagert ist.

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Der Planetenradträger 17 trägt drei um 120° versetzte hohle Stifte 21, von denen nur einer dargestellt ist, wobei auf jedem Stift 21 ein schräg verzahntes Planetenrad 22 mittels eines Nadellagers 23 gelagert ist. Die drei Planetenräder 22 kämmen mit einem innen verzahnten Had 24, das mit der Abtriebswelle aus einem Stück besteht, und weiterhin mit dem Sonnenrad 25» das koaxial auf der Antriebswelle 13 mittels einer Buchse 26 gelagert ist, wodurch eine Relativbewegung möglich ist. Sas innen versahnte Bad 24 und die Abtriebswelle 20 sind in einem in dem Gehäuse 10 befindlichen kombinierten Axial-Radiallager 27 gelagert, welches gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Das Sonnenrad 25 ist gegen axiale Verschiebung durch eine Druckscheibe 29 gesichert, die gegen einen am Gehäuse 12 liegenden Ring 30 drückt. Es sind zwei Druckringe 31 und 32 vorgesehen, von denen der eine zwischen dem Sonnenrad 25 und dem Planetenradträger 17 und der andere zwischen dem Planetenradträger 17 und der Abtriebewelle 20 angeordnet ist.

Die Abtriebswelle 20 weist an ihrem von dem innen verzahnten Rad 24 entfernt liegenden Ende ein Keilnutenprofil 33 auf und erstreckt sich mit diesem Ende durch einen Gehäuseansatz 34, der mit dem Gehäuse 10 aus einem Stück besteht. Eine mit innenliegendem Keilnutenprofil versehene Propellerwelle 36 ist formschlüssig mit dem Eeilnutenprofil 33 verbunden und in der als Loslager wirkenden Buchse 37 gelagert. Ein Dichtungsring 38 verhindert das Austreten des Schmiermittels aus dem Gehäuse Bin (nicht dargestellter) Kanal zwischen der Buchse 37 und dem Gehäuse 34 verhindert eine Schmiermittelansammlung zwischen der Buchse 37 und dem Dichtungsring 38. Ein Zahnrad 41 kämmt mit einem (nicht dargestellten) Schneckentrieb der zum Antrieb einer flexiblen Tachometerwelle dient. Das Zahnrad 41 ist fest mit der Abtriebewelle 20 verbunden.

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Das Sonnenrad 25 stellt das Reaktionsglied des Getriebes dar. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Sonnenrad 25 bei Bedarf mit dem feststehenden Gehäuse verbunden werden kann, so daß sich die Abtriebswelle 20 bei eingeschalteter übersetzung schneller dreht als die Antriebswelle 13· Ist das Sonnenrad 25 mit einem rotierenden Getriebeelement verbunden, um die Wirkung der Planet enradstufe des Getriebes zu unterbinden, so dreht sich die Abtriebswelle 20 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Antriebswelle 13·

An dem Gehäuse 10 ist eine Endscheibe 11 befestigt. Ein Getriebeglied 14 ist über ein Kexlnutenprofil mit der Endscheibe 11 verbunden und dadurch gegen Drehung gesichert. Das Getriebeglied 14 weist einen als Kegelstumpf ausgebildeten axialen Ansatz auf. Mit der konischen Ansatzfläche 63 und den am Umfang angeordneten Zähnen 64 stellt dieses Bauteil ein verzahntes Kupplungsglied dar. Auf dem Planetenradträger 17 sitzt, durch Kexlnutenprofil verbunden, ein Getriebeglied 51· Dieses ist ebenfalls mit einem axialen kegelstumpfförmigen Ansatz versehen. Mit der konischen Ansatzfläche 65 und den am Umfang angeordneten Zähnen 66 bildet dieses Bauteil ein weiteres Kupplungsglied. Die verzahnten Kupp- μ lungsglieder 64 und 66 weisen die gleiche Zähnezahl auf und befinden sich wahlweise in Eingriff mit dem Kexlnutenprofil 6? eines axial verschieblichen Ringes 68. Das Kexlnutenprofil 67 befindet sich mit dem am äußeren Umfang einer Synchronbuchse 69 angeordneten Kexlnutenprofil in Eingriff, wobei ein gegenseitiges axiales Verschieben möglich ist. Der Ring 68 ist ein axial verschiebliches, verzahntes Kupplungsglied. Die Synchronbuchse 69 ist durch das Kexlnutenprofil 70 am Sonnenrad 25 gegen Verdrehung gesichert. Sie ist axial durch einenmit dem Sonnenrad 25 aus einem Stück bestehenden Anschlagschalter 71 und durch einen Seegewing

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festgelegt. Die Synchronring 73 und 74, die die gleiche Zähnezahl aufweisen wie das axial verschiebliche und verzahnte Kupplungsglied 68, wirken mit den entsprechenden konischen Flächen 63 und 65 zusammen. Die Synchronbuchse 69 weist an ihrem Umfang drei versetzt angeordnete längs gerichtete Schlitze 75 auf. in jedem dieser Schlitze befindet sich eine schneckenförmige Synchronisierplatte 76, die in ihrer Mitte eine Verdickung aufweist. Jede dieser Synchronisierplatten 76 wird an ihrem Ende in (nicht dargestellten) Schlitzen gehalten, die an den Synchronringen 73 und 7^ angeordnet sind. Auf diese Weise werden die Synchronringe fortwährend durch die Synchronbuchse 69 über die drei Synchronisierplatten 76 angetrieben. Die Synchronbuchse 69 ist mit einem Paar von Ringfedern 80 versehen, die die Synchronisierplatten 76 radial nach außen drücken.

Das axial verschieblich und verzahnte Kupplungsglied 68 ist in der Zeichnung in einer Position dargestellt, in der es das Sonnenrad 25 niit dem verzahnten Kupplungsglied 66 verbindet, welches von dem Planetenradträger 17 getragen wird. In diesem Zustand können sich Antriebswelle 13 und Abtriebswelle 20 nur mit gleicher Drehzahl drehen. Um die Übersetzung einzuschalten, wird das axial verschiebliche und verzahnte Kupplungsglied 68 zunächst durch Verschieben nach links außer Eingriff von dem ve zahnten Kupplungsglied 66 und dem Synchronring 7^- gebracht. Die Synchronbuchse 68 nimmt nunmehr eine neutrale Lage ein. Durch eine weitere Bewegung der Synchronbuchse nach links werden die Synchronisierplatten 76 erfaßt und mitgenommen, bis sie an dem Synchronring 73 zur Anlage kommen und diesen gegen die Kupplungsfläche 63 drücken, wobei das Sonnenrad 25 stillgesetzt wird. Die Synchronbuchse 68 erfaßt die am äußeren Umfang des Synchronringes 73 befindlichen Zähne sowie das verzahnte Kupplungsglied

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64, wobei das Sonnenrad 25 an der nicht drehbaren Endscheibe 11 Terriegelt wird, so daß die Antriebswelle 13 die Abtriebswelle 20 über die nun eingeschaltete Übersetzung antreibt.

Die axial verschiebliche und Terzahnte Synchronbuchse 68 kann auf ähnliche Weise in die umgekehrte Richtung bewegt werden, um das rer«ahnte Kupplungsglied 66 zu erfassen. Die Bewegung der Synohronbuchse 68 wird auf bekannte Weise durch (nicht dargestellte) Steuermittel hervorgerufen.

In der Seitenwand dee Gehäuses 10 ist ein Schmiermittelreservoir 101 ausgebildet, das über dem Gehäuseoberteil mit dem Innenraum des Gehäuses 10 in Verbindung steht. Der Schaiermittelstand im Sumpf 111 im Inneren des Gehäuses 1C ist so hoch, dau die Zahnräder im Inneren des Gehäuses in das Schmiermittel eintauchen und dieses durch Schleudern über die innere Oberfläche des Gehäuses verteilen. Sin Teil dieses Schmiermittels wird im Reservoir 101 gesammelt und über den im Gehäuse 12 ausgebildeten Kanal 102 weitergeleitet. Das Schmiermittel fließt dann von dem Kanal 102 in eine radiale Bohrung 103 ^es Gehäuses 12 und danach in einen ringförmigen Kanal 104, der in dem Gehäuse um die Antriebswelle 13 angrenzend an die Druckscheibe 2'y ausgebildet ist.

Bei direkter Kupplung gemäß der Zeichnung flief das Schmiermittel von dem Kanal 104* radial durch die Schlitze 105» die tangential oder schraubenförmig zur Welle 13 an der Druckscheibe 29 ausgebildet sein können. !Die gemeinsame Drehung der Druckscheibe 29 »it dem Sonnanrad 25 veranlaßt das Schmiermittel unter Einwirkung der Zentrifugalkraft durch die Schlitze 105 zu treten. Da sich das gesamte Getriebe als Einheit dreht, ist dessen Schmierung überflüssig.

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let bei eingeschalteter Übersetzung das Sonnenrad 25 BiIt dem Gehäuse verriegelt und stellt so das Reaktionsglied dar, so fließt das Schmiermittel über einen anderen Weg durch das Getriebe. Die Druckscheibe 29 steht still, so daß das Schmiermittel nicht durch die Schlitze 105 getrieben wird.

Die Buchse 26 ist mit einem schneckenförmigen Profil versehen, um das Schmiermittel von dem Kanal 104 in Richtung auf die Abtriebswelle 20 zu dem zwischen der Antriebswelle 13 und dem Sonnenrad 25 befindlichen Ringspalt zu fördern. Die Förderwirkung aufgrund der schneckenförmigen Ausbildung der Buchse 26 tritt nur in Kraft, wenn zwischen der Antriebswelle 13 und dem Sonnenrad 25 eine Relativbewegung herrscht. Die Buchse 26 befindet eich bei eingeschaltetem Übersetzungsverhältnis im Stillstand.

Bei dem Keilnutenprofil 16 der Antriebswelle 13 ist ein Zahn weggelassen worden. Das Schmiermittel fließt durch den in dem Keilnutenprofil 16 entstehenden Kanal zu einer radial angeordneten Bohrung 106 des Planetenradträgers 17 und wird radial nach außen durch die Bohrung 106 getrieben, danach durch den Zwischenraum zwischen dem Planetenradtrager 17 und dem innenverzahnten Raa 24 und schließlich in den Bereich einer Fangplatte 60. Die Fangplatte 60 lenkt das Schmiermittel in das Innere der drei hohlen Stifte 21 und von den Stiften 21 durch eine radiale Bohrung 61 zu den Nadellagern 23, auf denen die Planetenräder 22 gelagert sind. Die übrigen Getriebeabschnitte werden durch Schleuderschmierung versorgt.

Ein im Gehäuse 10 angeordneter Schöpfkanal 107 fördert die Flüssigkeit zu dem Tachometerwellenantriebsrad.

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Um die Antriebswelle 13 herum ist ein Abschnitt 110 des Gehäuses 12 mit Gewinde versehen, dessen Steigung so gerichtet ist, daß bei Drehung der Antriebswelle 13 ein Schmiermittelverlust aus dem Kanal 104 verhindert wird.

Das Reservoir 101 ist unter einem solchen Winkel angebracht, daß selbst bei einer Schräglage des Fahrzeuges bei einer Steigung von 1:5 ein angemessen hoher Schmiermittelspiegel in dem Reservoir gehalten wird, um das Schmiersystem zu versorgen.

Ein von dem Reservoir 101 ausgehender (nicht dargestellter) Versorgungskanal für die Buchse 37 liegt unter einem Winkel von ungefähr 45° unterhalb der horizontalen Mittellinie und bildet selbst dann ein Schmiermittelreservoir für die Buchse 37» wenn das Fahrzeug lange Gefälle hinabfährt.

Um das Schmiermittel aus dem Hauptgetriebe in das Innere des Gehäuses 34 zu leiten, wenn dieses höher liegt als der normale ölpegel des Gehäuses 10, ist ein Ausgleichskanal 108 vorgesehen, der sich von dem Hauptgetriebe durch das Hauptgetriebegehäuse, durch das Hilfsgetriebegehäuse 10 und durch das Gehäuse 34 bis in den Raum 109 erstreckt, der die Abtriebswelle 20 umgibt. Die letztere Anordnung gestattet einen Schmiermittelfluß in das Getriebegehäuse und ein weiteres Durchtreten des Schmiermittels direkt zum Abtriebsende des Hilfsgetriebegehäuses, wobei bis zum Erreichen des vorgesehenen Schmiermittelstandes im Gehäuse keine Verzögerung eintritt.

Im zweiten Ausführungsbeispiei gemäß Fig. 3 sind die Bezugszeichen des in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles verwendet

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worden, wenn es sich um ähnliche oder entsprechende Bauteile handelte. In diesem Ausführungsbeispiel fehlt das Reservoir 101· Das gesamte Schmiermittel passiert nach Ablaufen von den Zahnrädern einen Sumpf 11, der als Schmiermitteireservoir für das Getriebe dient. Das Schmiermittel passiert weiterhin das Getriebe auf zwei Wegen, und zwar auf die gleiche Art und Weise, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2. Im vorliegenden Falle stehen die Schmiermittelwege mit dem Sumpf 111 über eine Pumpe 112 in Verbindung. Die Pumpe 112 saugt das Schmiermittel aus dem Sumpf 111 durch eine Röhre 113, deren Eintrittsende sich unterhalb eines Filtersiebes 114 befindet. Das Schmiermittel fließt durch die Köhre 1131 durch eine im Getriebegehäuse angebrachte Bohrung 115 und schließlich durch eine (nicht dargestellte) Bohrung bis zum Eintrittsende der Pumpe (nicht dargestellt). Das Schmiermittel fließt weiterhin durch das Pumpenaustrittsende (nicht dargestellt), durch eine (nicht dargestellte) Bohrung bis zu einem die Welle 13 umgebenden ringförmigen Raum 117, der an die Druckscheibe 29 angrenzt. Danach fließt das Schmiermittel längs eines der beiden Wege in das Getriebe, wie oben beschrieben.

Bei der Pumpe 112 handelt es sich um eine Innenzahnradpumpe bekannter Art. Sie enthält einen Rotor 118, der mit der Welle 13 durch einen Keil 116 verbunden ist. Um den Rotor 118 und um einen Abschnitt eines stationären Gliedes 120, das das Getriebeglied 14 trägt und an dem Getriebegehäuse 10 durch Schrauben befestigt ist, ist ein Hohlrad 119 angeordnet.

Der Hauptstrom des Schmiermittels aus der Pumpe 112 kann dazu benutzt werden, die Getriebeumsehaltung von der direkten Kupplung

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in das Übersetzungsverhältnis und umgekehrt zu unterstützen. In einer derartigen Anordnung kann das Schmiermittel zum Schalten von der Pumpe durch ein Druckbegrenzungsventil strömen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ermöglicht es, die Gesamtabmessungen des Getrieoegehäuses zu reduzieren, wobei der Ausgleichskanal 108 gemäß Fig. 1 und 2 weggelassen werden kann, wodurch weiterhin die Abmessungen des Getriebegehäuses reduziert werden, da das Getriebe nunmehr bezüglich des Schmiermittels eine in sich abgeschlossene Einheit ist. Die Antriebswelle 13 ist mit einer (nicht dargestellten) Abtriebswelle über eine mit einem innenliegenden Keilnutenprofil versehene Buchse 122 verbunden, die einen radialen Flansch 123 aufweist und auf das mit einem Keilnutenprofil versehene Ende der Antriebswelle 13 paßt. Die Buchse 122 ist mit einer Mutter 124 befestigt, die auf eine auf der Antriebewelle 13 befindliches Gewinde geschraubt ist. Sin kombiniertes Axial-l&di&llager 125 drückt gegen ein Ende der Buchse 122·

Das Schmiersystem gemäß obenstehender Beschreibung ermöglicht eine Schmiermittelversorgung derjenigen Teile des Hilfsgetriebes, die einer Schmierung bedürfen, und zwar sowohl bei eingeschalteter direkter Kupplung als auch beim Übersetzungsverhältnis·

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Claims

Patentansprüche

Schmiersystem für ein schaltbares Planetengetriebe mit einer Antriebswelle, einer Abtriebewelle und einem Reaktionsglied sowie mit einem Gehäuse und einem Schmiermittelreservoir, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Getriebe zwei Schmiermittelpfade (104, 105; 104, 26, 106, 21, 61) gebildet werden, die mit dem Reservoir (101; 111) in Verbindung stehen, wobei das Schmiermittel bei laufendem Getriebe entlang des einen oder des anderen Pfades strömt, und daß der vom Schmiermittel eingeschlagene Pfad von dem jeweils im Getriebe herrschenden Zustand abhängig ist.

2. schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel entlang des einen Pfades (104, 26, 106, 21, 61) strömt, wenn bei dem Getriebe das übersetzungsverhältnis eingeschaltet ist und daß das Schmiermittel entlang des anderen Pfades (104; 105) strömt, die direkte Kupplung eingeschaltet ist.

Schmiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel bei eingeschaltetem Übersetzungsverhältnis aufgrund der Relativbewegung zwiscnen der Antriebswelle (13) und dem Sonnenrad (25) entlang des einen Pfades fließt, wobei das Sonnenrad das Reaktionsglied darstellt.

4. Schmiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschaltetem Übersetzungsverhältnis der Schmiermittelfluß entlang des einen Weges durch eine mit Schneckenprofil versehene Buchse (26) hervorgerufen wird, die sich zwischen der Antriebswelle (13) und dem Sonnenrad (25) befindet.

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Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Rotation eines radial zur Achse der Antriebswelle (13) angeordneten Kanales der Schmiermittelstrom entlang eines anderen Weges bei eingeschalteter direkten Kupplung hervorgerufen wird, wobei der Kanal einen Teil des anderen Pfades darstellt.

6. Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gejtennzeichnet, daß ein Reservoir (101, 111) vorgesehen ist, M das zur Aufnahme des Schmiermittels von den rotierenden Zahnrädern dient.

7. Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schmiermittelpfad bei eingeschalteter direkter Kupplung bis zu den Planetenrädern (22) erstreckt.

8. Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) ein weiteres Reservoir (108) vorgesehen ist, das mit einer Schmiermittelversorgung und mit dem Abtriebsende des Gehäuses in Verbindung steht.

9. Schmiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (101; 111) mit den beiden Pfaden über eine Schmiermittelpumpe (112) in Verbindung steht.

10. Schmiersystem nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (112) am Antriebsende des Getriebegehäuses (10) angeordnet ist.

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