DE202020103852U1 - Fluidwanne zur Aufnahme eines Schmierfluids - Google Patents

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Abstract

Fluidwanne zur Aufnahme eines Schmierfluids, insbesondere zur Verwendung in einem Bereich eines Fahrzeuggetriebes, umfassend:eine erste Kammer zum Sammeln des Schmierfluids,eine zweite Kammer, in der das Schmierfluid mit einem rotierenden Bauteil in Kontakt gebracht werden kann, undeine mittlere Kammer mit einer ersten Öffnung, um das Schmierfluid aus der ersten Kammer in die mittlere Kammer einzuleiten, einer zweiten Öffnung, um das Schmierfluid aus der mittleren Kammer in die zweite Kammer einzuleiten, und einem Schwimmelement, wobeidie erste Öffnung von dem Schwimmelement geöffnet und geschlossen werden kann, und wobeidie erste Kammer, die mittlere Kammer und die zweite Kammer mit Umgebungsdruck versorgt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidwanne zur Aufnahme eines Schmierfluids, insbesondere zur Verwendung in einem Bereich eines Fahrzeuggetriebes. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Getriebegehäuse für ein Fahrzeuggetriebe, das eine Fluidwanne umfasst.
  • Preisgünstige Getriebe beruhen üblicherweise auf dem Schleudern/Spritzen von Öl, um die Schmierung von Zahnrädern und Lagern sicherzustellen. Spritzschmierung ist eine bewährte Technologie bei Geländefahrzeugen. Eine geringe Komplexität in Verbindung mit hoher Zuverlässigkeit sind die Hauptvorteile dieser Schmiereinrichtung. Um bei jedwedem Gefälle, auf dem das Fahrzeug betrieben wird, einen Mindest-Schmiermittelstrom sicherzustellen, muss ein gewisser Tiefgang für das unterste Rad gewährleistet werden. Das daraus folgende Aufwühlen und Schleudern sind hauptsächlich für Getriebeleistungsverluste verantwortlich. Der Trend zur Erhöhung der Kraftübertragungseffizienz, der hauptsächlich durch Elektrifizierung vorangetrieben wird, verlangt eine effektive Lösung für in Verbindung mit Schmierung stehenden Getriebeleistungsverlusten.
  • Eine Senkung der Ölviskosität kann Leistungsverluste innerhalb des Getriebes verringern, insbesondere solche, die direkt mit dem Aufwühlen von Öl in Beziehung stehen. Unter der Voraussetzung, dass Zahnräder und Lager mit herabgesetzten Schmiermitteleigenschaften zurechtkommen, ist eine Ersetzung des ursprünglich vorgesehenen Öls mit einem weniger viskosen der schnellste Weg, die Arbeitsleistung des Getriebes zu erhöhen. Die Verluste aufgrund des Schleuderns stehen für die kinetische Energie, die dieses Öl aus den rotierenden Wellen abzieht und die vollständig in Wärme umgewandelt wird, nachdem das Öl wieder in den Sumpf zurückgekehrt ist. In der Tat bleiben die Leistungsverluste aufgrund des Schleuderns von Öl durch die Änderung der Ölviskosität unbeeinflusst und können nur durch Begrenzen des Fluids, das von rotierenden Elementen überall hin versprengt wird, verringert werden. Der Nachteil ist ein möglicher Schmiermittelmangel, wenn das Fahrzeug auf steilen Hängen gefahren wird. Dies ist in 1a) abgebildet, wo ein Getriebegehäuse 100 gezeigt ist, in dem ein unterstes Getrieberad 102 aufgenommen ist und das eine erste Menge an Schmierfluid bis zu einem ersten Fluidpegel 101 umfasst. Das Getrieberad 102 ist fast vollständig in dem Schmierfluid eingetaucht. Die Fluidmenge wird dann auf einen zweiten Fluidpegel 101 verringert, so dass nur ein kleiner Teil des Getrieberads 102 in dem Schmierfluid eingetaucht ist. Auf einem steilen Hang sinkt der Fluidpegel 101 unter das unterste Getrieberad 102, so dass von den rotierenden Teilen keines mehr mit dem Schmierfluid in Kontakt steht. Falls der Sumpf so gestaltet wäre, dass er das unterste Zahnrad des Getriebes unabhängig von einer Neigung umhüllt, könnte der Ölmangel des Fahrzeugs vermieden werden. Jedoch führt eine Verringerung des Ölpegels auf diese Weise dazu, dass im Sumpf nur eine winzige Menge an Schmiermittel vorhanden ist, wie in 1b) gezeigt ist. Diese kleine Menge an Öl verträgt sich nicht mit einem einigermaßen langen Wartungsintervall oder mit einer guten Verdünnung von Schmutzpartikeln.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Verringerung einer Menge an Schmieröl, das im Rahmen einer Spritzschmierung umhergeschleudert wird, ohne dass ein Nachfüllen von Schmieröl außerhalb üblicher Wartungsintervalle nötig wäre und ohne dass das Schmieröl schnell verschmutzt.
  • Das Ziel wird von der Fluidwanne gemäß Anspruch 1 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Fluidwanne werden in den abhängigen Ansprüchen genannt.
  • Die Fluidwanne gemäß der vorliegenden Erfindung zur Aufnahme eines Schmierfluids, insbesondere zur Verwendung in einem Bereich eines Fahrzeuggetriebes, umfasst eine erste Kammer zum Sammeln des Schmierfluids, eine zweite Kammer, in der das Schmierfluid mit einem rotierenden Bauteil in Kontakt gebracht werden kann, und eine mittlere Kammer. Die mittlere Kammer weist eine erste Öffnung, um das Schmierfluid aus der ersten Kammer in die mittlere Kammer einzuleiten, eine zweite Öffnung, um das Schmierfluid aus der mittleren Kammer in die zweite Kammer einzuleiten, und ein Schwimmelement auf, wobei die erste Öffnung von dem Schwimmelement geöffnet und geschlossen werden kann. Darüber hinaus werden die erste Kammer, die mittlere Kammer und die zweite Kammer mit Umgebungsdruck versorgt.
  • Das Schwimmelement wirkt somit als Ventil zwischen der ersten und der zweiten Kammer und lässt nur so viel Schmierfluid, wie in der zweiten Kammer für eine Spritzschmierung verwendet wurde, aus der ersten Kammer durch die erste Öffnung in die mittlere Kammer und dann durch die zweite Öffnung in die zweite Kammer strömen, so dass ein im Wesentlichen konstanter niedriger oder minimaler Fluidpegel in der zweiten Kammer gehalten wird. Auf diese Weise kann die Menge des Schmierfluids in der zweiten Kammer so klein wie gewünscht gewählt werden, was umhergeschleudertes Fluid und somit einen Verlust an kinetischer Energie von geschmierten Bauteilen verringert. Gleichzeitig wird eine größere Menge an Schmierfluid in der ersten Kammer gespeichert, um Schmutzpartikel zu verdünnen und um die zweite Kammer bei Bedarf aufzufüllen. Somit wird eine schnelle Verschmutzung verhindert und die üblichen Wartungsintervalle können beibehalten werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schmierfluid ein Schmieröl.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Fluidwanne ferner eine erste Trennwand umfassen, welche die erste und die mittlere Kammer voneinander trennt und welche die erste Öffnung enthält, so dass bei einer regulären Verwendung der Fluidwanne das Schmierfluid in einer im Wesentlichen vertikalen ersten Strömungsrichtung durch die erste Öffnung gelangen kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Fluidwanne ferner eine zweite Trennwand umfassen, welche die mittlere Kammer und die zweite Kammer voneinander trennt und welche die zweite Öffnung enthält, so dass bei einer regulären Verwendung der Fluidwanne das Schmierfluid in einer im Wesentlichen horizontalen zweiten Strömungsrichtung durch die zweite Öffnung gelangen kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die zweite Öffnung in einem Abstand zur ersten Öffnung, der im Wesentlichen einer Höhe der mittleren Kammer entspricht, in der zweiten Trennwand angeordnet sein. Insbesondere kann die erste Öffnung oben an der mittleren Kammer angeordnet sein, während die zweite Öffnung unten an der mittleren Kammer angeordnet sein kann, jeweils in Bezug auf eine Ausrichtung bei regulärer Verwendung. Dies stellt sicher, dass auch dann, wenn ein Fluidpegel in der mittleren Kammer niedrig ist, ein Schmierfluidstrom in die zweite Kammer aufrechterhalten wird.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein Durchmesser der ersten Öffnung kleiner oder gleich 10 mm und/oder größer oder gleich 4 mm, insbesondere kleiner oder gleich 8 mm und/oder größer oder gleich 6 mm sein und/oder kann im Wesentlichen größer oder gleich 1/6 und/oder kleiner oder gleich 1/4 eines Durchmessers oder einer Breite oder einer Länge des Schwimmelements sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein Durchmesser der zweiten Öffnung kleiner oder gleich 10 mm und/oder größer oder gleich 2 mm, insbesondere kleiner oder gleich 8 mm und/oder größer oder gleich 2,5 mm, vorzugsweise etwa 3,25 mm sein.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können Abmessungen der mittleren Kammer und des Schwimmelements so definiert werden, dass eine Länge und eine Breite des Schwimmelements im Wesentlichen gleich einer inneren Länge und einer inneren Breite der mittleren Kammer sind. In diesem Fall wird im Verlauf des Schließens der ersten Öffnung das Schwimmelement von der ersten und der zweiten Trennwand automatisch in die erste Öffnung geführt, und auf weitere Halte- oder Führungsbauteile kann verzichtet werden.
  • Die Abmessungen der mittleren Kammer werden ebenso wie die der ersten und der zweiten Öffnung vorzugsweise so gewählt, dass bei einer bestimmten Viskosität des Schmierfluids ein ausreichender Schmierfluidstrom von der ersten zur zweiten Kammer sichergestellt werden kann, um die zweite Kammer schnell genug wiederauffüllen zu können.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Schwimmelement kugelförmig oder elliptisch geformt sein. Insbesondere sind bei Verwendung eines kugelförmigen Schwimmelements Führungsbauteile für den Prozess des Schließens der ersten Öffnung verzichtbar.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Fluidwanne ferner ein hohles Rohr umfassen, das die mittlere Kammer mit der ersten und der zweiten Kammer in Fluidverbindung bringt, um einen Druck innerhalb der mittleren Kammer einem Umgebungsdruck anzugleichen. Somit wird die mittlere Kammer durch das hohle Rohr dem gleichen Umgebungsdruck ausgesetzt wie die erste und die zweite Kammer. Anders ausgedrückt ist der Druck, der auf die freie Oberfläche des Schmierfluids in den drei Kammern wirkt, jeweils gleich. Ein hydrostatischer Druck in der mittleren Kammer hängt somit nur von einem Schmierfluidpegel in der mittleren Kammer ab.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Fluidwanne ferner ein thermostatisches Ventil umfassen, das innerhalb der zweiten Öffnung angeordnet ist, um einen Schmierfluidstrom von der mittleren Kammer zur zweiten Kammer gemäß einer Schmierfluidtemperatur zu steuern. Das thermostatische Ventil gewährleistet somit ein gewünschtes Schmierfluidstromverhalten oder einen gewünschten konstanten Schmierfluidstrom durch die zweite Öffnung unabhängig von der Schmierfluidtemperatur.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die mittlere Kammer eine Länge zwischen dem 1,5- und 2-fachen einer Hauptabmessung des Schwimmelements und/oder eine Breite, die mit der Hauptabmessung des Schwimmelements vergleichbar ist, aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Fluidwanne Seitenwände mit Versteifungsrippen umfassen, die dafür eingerichtet sind, das Schmierfluid, das an den Seitenwänden herabsickert, zur ersten Kammer zu lenken.
  • Die vorliegende Erfindung schließt auch ein Getriebegehäuse für ein Fahrzeuggetriebe ein, das eine Fluidwanne umfasst wie oben beschrieben. Die Fluidwanne kann vorteilhafterweise einen Boden des Getriebegehäuses bilden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Getriebegehäuse Getrieberäder auf solche Weise beherbergen, dass mindestens eines von den Getrieberädern, das in einem kürzesten Abstand zu einem Boden der zweiten Kammer der Fluidwanne angeordnet ist, einen Tiefgang von weniger als 20 mm, insbesondere weniger als 15 mm oder weniger als 10 mm innerhalb des Schmierfluids aufweist.
  • Im Folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsformen der Fluidwanne gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher auf Basis der folgenden Figuren beschrieben. Die beschriebenen Merkmale sind nicht nur in den Kombinationen der offenbarten Ausführungsformen denkbar, sondern können unabhängig von den konkreten Ausführungsformen in verschiedenen anderen Kombinationen verwirklicht werden. In den Figuren werden gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen benannt.
    • Die 1 a) und b) zeigen Fluidwannen, die im Stand der Technik bekannt sind.
    • 2 zeigt eine Fluidwanne gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 zeigt eine Frontalansicht eines Schnittes eines Getriebekastens, der eine Fluidwanne gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
    • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schnittes von 3.
    • 5 zeigt eine detaillierte perspektivische Ansicht eines Schnittes durch die zweite Trennwand und die mittlere Kammer der Fluidwanne von 4.
    • 6 zeigt eine detaillierte perspektivische Ansicht der zweiten Trennwand der Fluidwanne von 4, gesehen von der ersten Kammer aus.
    • Die 7 und 8 zeigen ein Wirkprinzip des Schwimmelements der Fluidwanne gemäß der zweiten Ausführungsform.
  • 2 zeigt eine Fluidwanne 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Um ein Schleudern zu verringern, sollte ein Schmierfluidpegel in der Fluidwanne so niedrig wie möglich sein. Um der Sauberkeit willen und um Wartungsintervalle zu verlängern, ist es dagegen angezeigt, das Getriebe mit einer erheblichen Menge an Schmierfluid zu füllen. Die vorliegende Erfindung kombiniert diese beiden widersprechenden Aspekte: einen Tiefgang von Rädern so gering wie möglich zu halten, während ein maximales Schmierfluidvolumen in dem Getriebe gewährleistet wird.
  • Wie in 2 a) gezeigt ist, beherbergt die Fluidwanne 1 ein Schmierfluid 2 bis zu einem Schmierfluidpegel 2a. Die Fluidwanne 1 ist in drei undichte Kammern 3, 4, 5 unterteilt, die durch eine erste Trennwand 3a und eine zweite Trennwand 5a voneinander getrennt sind. Die erste Kammer 3 und die mittlere Kammer 4 sind durch die erste Trennwand 3a getrennt, während die mittlere Kammer 4 und die zweite Kammer 5 durch die zweite Trennwand 5a getrennt sind. Die erste Kammer 3 wird im Wesentlichen zum Sammeln von Spritzschmierungsfluid verwendet, während die zweite Kammer im Wesentlichen dafür verwendet wird, ein am tiefsten liegendes Getrieberad 6, das in der Nähe des Bodens der Fluidwanne 1 innerhalb der zweiten Kammer 5 angeordnet ist, mit dem Schmierfluid 2 in Kontakt zu bringen. Die erste Trennwand 3a umfasst eine erste Öffnung 8 oben an der mittleren Kammer 4 zum Einleiten von Schmierfluid 2 aus der ersten Kammer 3 in die mittlere Kammer 4. Ferner umfasst die zweite Trennwand 5a eine zweite Öffnung 9 unten an der mittleren Kammer 4 zum Einleiten von Schmierfluid 2 aus der mittleren Kammer 4 in die zweite Kammer 5. Die Fluidwanne 1 umfasst ferner ein Schwimmelement 10 zum Öffnen und Schließen der ersten Öffnung 8. Zum oberen Teil der Fluidwanne 1 hin und oberhalb des Schmierfluidpegels 2a nähern sich die erste und die zweite Trennwand 3a und 5a einander bis auf einen dünnen Spalt an, der die mittlere Kammer 4 mit der ersten und der zweiten Kammer 3 und 5 in Fluidverbindung bringt. Drücke innerhalb aller drei Kammern 3, 4, 5 können somit einander angeglichen werden und können an einen Umgebungsdruck angepasst werden.
  • Wie in 2 a) gezeigt ist, kann in der Fluidwanne 1 ein einheitlicher Schmierfluidpegel 2a erhalten werden, wenn das Getriebe (hier durch das einzelne abgebildete Getrieberad 6 dargestellt) nicht in Betrieb ist. Dies ist von großem Vorteil während einer Wartung, wo das Getriebe vollständig entleert werden kann und ein gewünschter Schmierfluidpegel durch eine Überlaufkappe oder einen Ölstab überprüft werden kann. Dadurch ist eine Anpassung/Überwachung des Schmierfluidpegels wie bei einem herkömmlichen Getriebe möglich.
  • Wenn das Getriebe in Betrieb ist, erzeugt das eingetauchte Getrieberad 6 in der zweiten Kammer 5 ein Schleudern von Schmierfluid, wodurch Getriebeteile geschmiert bleiben. Als Nachteil ist das Schleudern von Fluid in erster Linie für Leistungsverluste verantwortlich. Aus diesem Grund sind Versteifungsrippen (hier nicht gezeigt) entlang Seitenwänden der Fluidwanne so angeordnet, dass sie das Schmierfluid, das an den Seitenwänden herabsickert, zur ersten Kammer 3 kanalisieren. Ein Rückstrom des Schmierfluids 2 aus dem ersten Vorratsbehälter 3 zum zweiten Vorratsbehälter 5 wird durch das Schwimmelement 10 reguliert. Die Größe des kugelförmigen Schwimmelements 10 und die Größe der ersten Öffnung 8 werden so angepasst, dass eine Abdichtung zwischen der ersten Kammer 3 und der mittleren Kammer 4 unabhängig von dem hydrostatischen Druck, der in der ersten Kammer 3 gegeben ist, sichergestellt ist, vorausgesetzt, dass das Schwimmelement 10 vollständig eingetaucht ist.
  • Wie in 2 b) gezeigt ist, steigt bei der Anfangstransiente der Schmierfluidpegel 2a in der ersten Kammer 3, während der Schmierfluidpegel 2b in der mittleren Kammer 4 bis auf den Pegel sinkt, wo das Schwimmelement 10 seinen Auftrieb verliert, die erste Öffnung 8 öffnet und Schmierfluid aus der ersten Kammer 3 in die mittlere Kammer 4 einführt. Dieser Mechanismus hält einen konstanten hydrostatische Druck an der zweiten Öffnung 9 aufrecht, wobei das Schwimmelement 10 das Ventil an sich ist. Dieser konstante hydrostatische Druck hängt nur von dem Schmierfluidpegel 2b in der mittleren Kammer 4 ab, da die freien Oberflächen des Schmierfluids in den drei Kammern 3, 4, 5 alle dem gleichen Druck ausgesetzt sind, z.B. dem Druck, der von einem Getriebelüfter ausgeübt wird.
  • Unter der Voraussetzung, dass ein Volumen der mittleren Kammer 4 klein genug ist, ist ein hydrostatischer Druck an der zweiten Öffnung 9 ferner fast unabhängig von einer Getriebeneigung, somit von dem Hang, wo das Fahrzeug schließlich betrieben wird. Die Schmierfluidströmungsrate, die von dem Getrieberad 6 in der zweiten Kammer 5 verarbeitet wird, wird nach oben von einem Flächeninhalt der zweiten Öffnung 9 und dem darauf lastenden hydrostatischen Druck begrenzt. Ihr Wert kann unter Verwendung der bekannten Gleichung für den Volumenstrom durch eine Blende berechnet werden. Eine Obergrenze für den Schmierfluidstrom, der von dem Getrieberad 6 überall in der zweiten Kammer 5 verteilt wird, ist letztendlich eine obere Sättigung von mit dem Schleudern von Schmierfluid in Beziehung stehenden Getriebeleistungsverlusten (Leistungsverluste werden mit einer natürlichen Rückkopplung gesättigt).
  • In einer extrem kalten Umgebung könnte die zweite Öffnung 9 die Schmierfluidströmungsrate zu stark begrenzen. Dieser Nachteil kann leicht durch ein passives thermostatisches Ventil behoben werden. Jedoch stellt die vorliegende Erfindung auf die Bereitstellung eines Verfahrens zur Verringerung der Leistungsverluste durch Schleudern ab, nachdem das Schmierfluid eine einigermaßen hohe Temperatur erreicht hat. Bei den meisten handelsüblichen Ölen liegt oberhalb von 55 °C ein Koeffizient eines theoretischen Durchsatzes durch eine Blende Cd stabil zwischen 0,7 und 0,8.
  • 3 zeigt eine Frontalansicht eines Schnittes eines Getriebekastens, der eine Fluidwanne 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Schnittes von 3. Der Getriebekasten umfasst ein Gehäuse 11 mit einer Welle 12, die dort hindurch verläuft. Der untere Teil des Gehäuses 11 wird von der Fluidwanne 1 gebildet. Die Fluidwanne 1 von 3 ist ähnlich aufgebaut wie die Fluidwanne 1 von 2. Die Fluidwanne umfasst eine erste Kammer 3, eine mittlere Kammer 4 und eine zweite Kammer 5. Die mittlere Kammer 4 ist von der ersten Kammer 3 durch eine kastenförmige Trennwand 3a getrennt. Darüber hinaus ist die mittlere Kammer 4 von der zweiten Kammer 5 durch eine flache Trennwand 5a getrennt, die sich vom Boden des Gehäuses 11 über die Welle 12 erstreckt. Da die mittlere Kammer 4 die Form eines kleinen Kastens hat, der am Boden des Gehäuses 11 angeordnet ist, trennt die Trennwand 5a im oberen Teil des Gehäuses 11 die erste und die zweite Kammer 3 und 5 direkt voneinander. Die mittlere Kammer umfasst eine erste Öffnung 8, die innerhalb einer Oberseite der ersten Trennwand 3a angeordnet ist, und eine zweite Öffnung 9, die in der zweiten Trennwand 5a unten am Gehäuses 12 angeordnet ist. In der mittleren Kammer 4 ist ein Schwimmelement 10 angeordnet, um die erste Öffnung 8 zu öffnen und zu schließen. Die mittlere Kammer 4 ist kastenförmig und ihre innere Breite ist einem Durchmesser des Schwimmelements 10 im Wesentlichen gleich, so dass das Schwimmelement 10 während eines Öffnungs- oder Schließungsprozeses von beiden Trennwänden 3a und 5a geführt wird. Ein unterstes Getrieberad 6 ist in der zweiten Kammer 5 so angeordnet, dass es mit einem Schmierfluid (in den 3 und 4 nicht gezeigt) in Kontakt steht.
  • Schmierfluid wird in der ersten Kammer 3 aufgrund des Schleuderns von Schmierfluid, das von dem untergetauchten Getrieberad 6 in der zweiten Kammer 5 bewirkt wird, gesammelt und gespeichert. Aus der ersten Kammer 3 wird das Schmierfluid zurück in die zweite Kammer 5 geschickt, wobei es durch die mittlere Kammer 4, die aufgrund des Schwimmelements 10 den hydrostatischen Druck an der zweiten Öffnung 9 steuert, zur zweiten Kammer 5 gelangt. Dies stellt einen Schmierfluidpegel in der zweiten Kammer 5 unabhängig von dem Schmierfluidvolumen in der ersten Kammer 3 sicher.
  • 5 zeigt eine detaillierte perspektivische Ansicht eines Schnittes durch die zweite Trennwand 5a und die mittlere Kammer 4 der Fluidwanne 1 von 4. 6 zeigt eine detaillierte perspektivische Ansicht der zweiten Trennwand 5a der Fluidwanne 1 von 4, gesehen von der ersten Kammer 3 aus. Ein Rohr 13 umschließt die Welle 12 (hier nicht abgebildet), um ein Austreten des Schmierfluids durch eine Wellenöffnung 15, in welche die Welle 12 üblicherweise eingeführt ist, zu vermeiden. Die kastenförmige mittlere Kammer 3a, die von der ersten und der zweiten Trennwand 3a und 5a begrenzt wird, umgibt die zweite Öffnung 9, um einen konstanten hydrostatischen Druck darauf sicherzustellen. Die Steuerung des Schmierfluidpegels in der mittleren Kammer 4 ist passiv: das Öffnen und Schließen der ersten Öffnung 8 wird von dem Schwimmelement 10 übernommen. Das Rohr 14 ist an der ersten Trennwand 3a montiert und bringt die mittlere Kammer 4 mit einem Umgebungsdruck in Fluidverbindung.
  • Die 7 und 8 zeigen ein Wirkprinzip des Schwimmelements 10 der Fluidwanne 1 gemäß der zweiten Ausführungsform. Die 7 und 8 zeigen eine Frontansicht des Schnittes durch die Trennwand 5a und die mittlere Kammer 4. Das Schwimmelement 10 dichtet die erste Öffnung 8 ab, wenn die mittlere Kammer 4 mit Schmierfluid 2 voll ist, wodurch der hydrostatische Druck an der zweiten Öffnung 9 unabhängig von der Gesamtmenge des Schmierfluids 2 aufrechterhalten wird. Gleichzeitig ermöglicht der Verlust des Auftriebs am Schwimmelement 10, wenn die mittlere Kammer 4 nicht vollständig gefüllt ist, dem Schmierfluid 2 aus der ersten Kammer 3 zur mittleren Kammer 4 zu strömen, wodurch die Schmierung des Getriebes sichergestellt wird. Das Rohr 14 ist wesentlich, um die mittlere Kammer bei Umgebungsdruck zu halten.
  • Wie oben beschrieben, wurde eine Methodik beleuchtet, mit der die Leistungsverluste aufgrund des Schleuderns von Schmierfluid begrenzt werden können. Ein Nebenprodukt der Dreikammern-Implementierung, vorausgesetzt, ein Volumen der mittleren Kammer ist klein genug im Vergleich zur ersten Kammer, ist ein Schleudern, das fast unabhängig ist von einem Getriebeneigungswinkel. Das bedeutet, dass eine Schmierung unabhängig von einem Hang, an dem das Fahrzeug betrieben wird, sichergestellt wird. In bestimmten Anwendungen im Gelände ist dieses Merkmal wesentlich.

Claims (14)

  1. Fluidwanne zur Aufnahme eines Schmierfluids, insbesondere zur Verwendung in einem Bereich eines Fahrzeuggetriebes, umfassend: eine erste Kammer zum Sammeln des Schmierfluids, eine zweite Kammer, in der das Schmierfluid mit einem rotierenden Bauteil in Kontakt gebracht werden kann, und eine mittlere Kammer mit einer ersten Öffnung, um das Schmierfluid aus der ersten Kammer in die mittlere Kammer einzuleiten, einer zweiten Öffnung, um das Schmierfluid aus der mittleren Kammer in die zweite Kammer einzuleiten, und einem Schwimmelement, wobei die erste Öffnung von dem Schwimmelement geöffnet und geschlossen werden kann, und wobei die erste Kammer, die mittlere Kammer und die zweite Kammer mit Umgebungsdruck versorgt werden.
  2. Fluidwanne nach dem vorangehenden Anspruch, umfassend eine erste Trennwand, welche die erste und die mittlere Kammer voneinander trennt und welche die erste Öffnung enthält, so dass bei einer regulären Verwendung der Fluidwanne das Schmierfluid in einer im Wesentlichen vertikalen ersten Strömungsrichtung durch die erste Öffnung gelangen kann.
  3. Fluidwanne nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine zweite Trennwand, welche die mittlere Kammer und die zweite Kammer voneinander trennt und welche die zweite Öffnung enthält, so dass bei einer regulären Verwendung der Fluidwanne das Schmierfluid in einer im Wesentlichen horizontalen zweiten Strömungsrichtung durch die zweite Öffnung gelangen kann.
  4. Fluidwanne nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die zweite Öffnung in einem Abstand zur ersten Öffnung, der im Wesentlichen einer Höhe der mittleren Kammer entspricht, in der zweiten Trennwand angeordnet ist.
  5. Fluidwanne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Durchmesser der ersten Öffnung kleiner oder gleich 10 mm und/oder größer oder gleich 4 mm, insbesondere kleiner oder gleich 8 mm und/oder größer oder gleich 6 mm ist und/oder im Grunde größer oder gleich 1/6 und/oder kleiner oder gleich 1/4 eines Durchmessers oder einer Breite oder einer Länge des Schwimmelements ist.
  6. Fluidwanne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Durchmesser der zweiten Öffnung kleiner oder gleich 10 mm und/oder größer oder gleich 2 mm, insbesondere kleiner oder gleich 8 mm und/oder größer oder gleich 2,5 mm ist.
  7. Fluidwanne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Abmessungen der mittleren Kammer und des Schwimmelements so definiert sind, dass eine Länge und eine Breite des Schwimmelements im Wesentlichen gleich einer inneren Länge und einer inneren Breite der mittleren Kammer sind.
  8. Fluidwanne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Schwimmelement kugelförmig oder elliptisch geformt ist.
  9. Fluidwanne nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend ein hohles Rohr, das mit der mittleren Kammer in Fluidverbindung steht, um einen Druck innerhalb der mittleren Kammer einem Umgebungsdruck anzugleichen.
  10. Fluidwanne nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend ein thermostatisches Ventil, das innerhalb der zweiten Öffnung angeordnet ist, um einen Schmierfluidstrom von der mittleren Kammer zur zweiten Kammer gemäß einer Schmierfluidtemperatur zu steuern.
  11. Fluidwanne nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mittlere Kammer eine Länge zwischen dem 1,5- und 2-fachen einer Hauptabmessung des Schwimmelements und/oder eine Breite, die mit der Hauptabmessung des Schwimmelements vergleichbar ist, aufweist.
  12. Getriebegehäuse für ein Fahrzeuggetriebe, eine Fluidwanne nach einem der vorangehenden Ansprüche umfassend.
  13. Getriebegehäuse nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Fluidwanne einen Boden des Getriebegehäuses bildet.
  14. Getriebegehäuse nach einem der zwei vorangehenden Ansprüche, wobei das Getriebegehäuse Getrieberäder auf solche Weise beherbergt, dass mindestens eines von den Getrieberädern, das in einem kürzesten Abstand zu einem Boden der zweiten Kammer der Fluidwanne angeordnet ist, einen Tiefgang von weniger als 20 mm, insbesondere weniger als 15 mm oder weniger als 10 mm innerhalb des Schmierfluids aufweist.
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