DE3015681A1 - Getriebe fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents
Getriebe fuer ein kraftfahrzeugInfo
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Description
Gmmc.Pei.M^ . ; : Dipl.-lng. H.Tiedtke
RUPE - KELLMAfcN Dipl.-Chem.G.Bühling
Dipl.-lng. R. Kinne ~ 4 - 3015681 Dipl.-lng. R Grupe
Dipl.-lng. B. Pellmann
Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2
Tel.:089-53 9653
Telex: 5-24845 tipat
cable: Germaniapatent München
23. April 19 80
DE 0347 / case 2410-DE
Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha
Toyota-shi/Japan
Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug
und insbesondere auf eine Schmiervorrichtung zum Schmieren eines Lagerbereiches zwischen einer Eingangswelle und einer
Ausgangswelle des Getriebes, die ineinander gelagert sind.
Es ist ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem die Eingangswelle an ihrem hinteren Ende mit einem Eingangsrad
versehen ist, das mit einem Vorgelegerad auf einer Vorgelegewelle
kämmt, die unterhalb der Eingangswelle angeordnet ist. Eine Ausgangswelle ist mit ihrem vorderen Ende in das
hintere Ende der Eingangswelle eingesetzt und dort mittels eines Lagers abgestützt, das in der Regel als Stützlager bezeichnet
wird. Das Lager ermöglicht eine Relativdrehung, während das Getriebe nicht im direkten Gang arbeitet, d.h. während
die Drehung der Eingangswelle zur Drehung der Ausgangswelle über die Vorgelegewelle mit bestimmten Übersetzungsver-
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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postacheck (München) Kto. 670-43-804
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hältnissen übertragen wird.
Beim herkömmlichen Getriebe wird dem Stützlager Schmieröl durch Ölbohrungen zugeführt, die im Eingangsrad so ausgebildet
sind, daß sie im Fußbereich der Zahnlücken zwischen benachbarten Zähnen des Eingangsrades münden. Das Schmieröl
wird von der zwischen dem Eingangsrad und dem mit ihm kämmenden Vorgelegerad erzeugten Kraft in die Ölbohrungen gedrückt.
Auf diese Weise wird das Stützlager mit Hilfe von öl aus den Ölbohrungen geschmiert.
Diese herkömmliche Ausbildung hat jedoch den Nachteil, daß durch die Ölbohrungen keine zur vollständigen Schmierung des
Stützlagers ausreichende Schmierölmenge gelangt. Dies gilt besonders dann, wenn Zahnräder mit kleiner Zahnteilung benutzt
werden, um das von den Zahnrädern erzeugte Arbeitsgeräusch zu verringern, da es wegen des kleinen Abstandes zwischen benachbarten
Zähnen des Eingangsrades schwierig ist, Ölbohrungen mit großem Durchmesser auszubilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer Schmiervorrichtung für das Stützlager
zu schaffen, die das Stützlager selbst dann mit einer großen Schmierölmenge versorgen kann, wenn die Zahnteilung
der Zahnräder des Getriebes klein ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Getriebe erfindungsgemäß gelöst
durch ein Gehäuse, eine drehbare im Gehäuse gelagerte Eingangswelle, ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Eingangsrad
an einem Ende der Eingangswelle, wobei das Eingangsrad eine axiale öffnung aufweist, eine drehbare im Gehäuse gelagerte
Vorgelegewelle, die unterhalb der Eingangswelle im Gehäuse angeordnet ist, ein mit dem Eingangsrad kämmendes Vorgelegerad
an der Vorgelegewelle, eine Ausgangswelle, deren eines Ende in die öffnung des Eingangsrades eingesetzt ist,
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einen übertragungsmechanismus zur Übertragung der Drehung
der Eingangswelle zur Ausgangswelle mit vorgegebenen Übersetzungsverhältnissen,
ein in der öffnung angeordnetes Lager, das das Ende der Ausgangswelle in der Eingangswelle abstützt,
zumindest einen im wesentlichen radial verlaufenden Kanal, der sich zusammen mit dem Eingangsrad dreht und der an seinem
inneren Ende zum Lager und an seinem äußeren Ende zur Außenseite des Eingangsrades offen ist, wobei der Kanal in Drehrichtung
der Eingangswelle nach vorne geneigt ist, und eine ölleiteinrichtung, die auf einer Seite der Vorgelegewelle angeordnet
ist und an der das Schmieröl aufgrund der Drehung des Vorgelegerades nach oben hochgetrieben wird, wobei sich die
ölleiteinrichtung bis· in die Nähe eines Punktes erstreckt, an
dem das Eingangsrad und das Vorgelegerad miteinander in Berührung stehen, so daß das Schmieröl vom Kanal aufgenommen und
zum Lager·geleitet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
20
Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt durch das vordere
Ende einer Ausführungsform des erfindungsgemäs-
sen Getriebes;
Figur 2 eine Schnittdarstellung des Gehäuses des Getriebes nach Figur 1 gemäß II-II;
Figur 3 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung gemäß
III-III in Figur 1;
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Figur 4 eine Schnittdarstellung gemäß IV-IV in Figur 2; und
Figur 5 eine perspektivische Ansicht von wesentlichen Elementen des Getriebes gemäß Figur 1.
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Im folgenden wird zunächst auf Figur 1 eingegangen. Darin ist ein Gehäuse 10 eines Getriebes dargestellt, in dessen vorderem
Abschnitt eine Eingangswelle 12 mit Hilfe eines Kugellagers 14 gelagert ist. Die Eingangswelle 12 kann beispielsweise
mit einer nicht dargestellten Kupplung eines Kraftfahrzeuges verbunden sein. An einer Stelle unterhalb der Eingangswelle
12 ist ein Ende einer Vorgelegewelle 16 mittels eines Rollenlagers 18 im Gehäuse 10 gelagert. Das Gehäuse 10 weist
an seinem vorderen Ende kreisförmige öffnungen 101 und 102
auf (siehe Figur 2), die das Kugellager 14 bzw» das Rollenlager 18 aufnehmen.
Mit dem Gehäuse 10 ist mit Hilfe von Schrauben 26 ein plattenförmiger
Deckel 24 verbunden, der den vorderen Abschnitt des Gehäuses 10 abschließt und das Kugellager 14 sowie das Rollenlager
18 jeweils in Stellung hält. Wie aus Figur 2 erkennbar ist, weist das Gehäuse 10 mehrere Gewindelöcher 103 auf, in
die die Schrauben 26 geschraubt sind.
Wie aus Figur 1 erkennbar ist, ist ein als Zahnrad ausgebildetes Eingangsrad 30 einstückig am hinteren Abschnitt der Eingangswelle
12 angeformt. Das Eingangsrad 30 kämmt mit einem als Zahnrad ausgebildeten Vorgelegerad 32, das einstückig aim
vorderen Ende der Vorgelegewelle 16 ausgebildet ist, so daß
die Drehung der Eingangswelle 12 zur Vorgelegewelle 16 übertragen wird. Vorzugsweise weisen sowohl das Eingangsrad 30
als auch das Vorgelegerad 3 2 eine Schrägverzahnung auf, wie aus Figur 5 erkennbar ist, so daß die Zähne jedes der beiden
Zahnräder bezüglich der Zahnradachsen schräg verlaufen.
Im Eingangsrad 30 ist, wie Figur 1 zeigt, eine axiale öffnung
121 mit kreisförmigem Profil ausgebildet, in die das vordere Ende einer Ausgangswelle 34 eingesetzt ist. Die Ausgangswelle
34 ist an ihrem anderen Ende beispielsweise mit einer nicht dargestellten Kardanwelle des Kraftfahrzeuges verbunden. Zwi-
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sehen der inneren Oberfläche der öffnung 121 und der äußeren
Oberfläche der Ausgangswelle 34 ist ein Lager angeordnet, das in der Regel als Stützlager bezeichnet wird und zahlreiche,
die Wälzelemente des Lagers bildende Nadeln 36 umfaßt, so daß die Eingangswelle 12 und die Ausgangswelle 34 relativ zueinander
drehbar sind. Auf der Ausgangswelle 34 sind mehrere als Zahnräder ausgebildete Getrieberäder 37 drehbar angeordnet,
von denen lediglich in Figur 1 eines dargestellt ist. Jedes Getrieberad 37 kämmt mit einem zugeordneten, als Zahnrad ausgebildeten
Vorgelegerad 38, das einstückig mit der Vorgelegewelle
16 ausgebildet oder fest mit dieser verbunden ist. Zum Getriebe gehört ferner eine synchronisierte Schalteinheit 40.
Die Schalteinheit 40 umfaßt eine Schiebemuffe 42, die in Keilnuteingriff
mit einer Kupplungsnabe 46 steht, die an der Ausgangswelle 34 befestigt ist, so daß die Schiebemuffe 42 in
Axialrichtung relativ zur Kupplungsnabe 46 verschoben werden kann, während sie drehfest mit dieser verbunden ist und sich
daher zusammen mit dieser dreht. Zwischen der Schiebemuffe 42 und der Kupplungsnabe 46 sind drei Schaltkeile 44 angeordnet,
die von Federn nach außen gedrückt werden. Zwischen der Schiebemuffe 4 2 und einem am Eingangsrad 30 befestigten Keilring
50 ist ein Synchronisierring 48 angeordnet, und ein weiterer Synchronisierring 48 ist zwischen der Schiebemuffe 42 und einem
weiteren Keilring 54 angeordnet, der am Getrieberad 37 befestigt ist. Wie bekannt ist, kann die Schiebemuffe 42 mit
dem Keilring 50 oder dem Keilring 54 in Eingriff treten, nachdem
die Drehung der Ausgangswellt- 34 mit der Drehung der Eingangswelle
12 bzw. der Drehung des Getrieberades 37 synchronisiert worden ist.
Das erfindungsgemäße Getriebe umfaßt ferner eine Schmiervorrichtung,
mittels der Schmieröl dem aus den Nadeln 36 bestehenden Nadellager zugeführt wird. Diese Schmiervorrichtung
wird im folgenden näher erläutert. Wie die Figuren 1 und 3 zeigen, ist das Eingangsrad 30 mit über seinen Umfang verteil-
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ten Ölbohrungen 56 versehen, von denen jede an ihrem inneren Ende in die Öffnung 121 mündet, in der die Nadeln 36 angeordnet
sind, und an ihrem äußeren Ende zu derjenigen Seite des Eingangsrades 30 offen ist, die dem Keilring 50 zugewandt ist,
der fest mit dem Eingangsrad 3 0 verbunden ist. Der Keilring 50 weist auf seiner dem Eingangsrad 30 zugewandten Seite zumindest
eine radial verlaufende ölnut 58 auf. Beim in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei ölnuten 58 vorgesehen,
die sich diametral gegenüberliegen. Jede der ölnuten 58 ist in Drehrichtung des Eingangsrades 30, die durch einen
Pfeil A in den Figuren 4 und 5 angedeutet ist, nach vorne geneigt ausgebildet. Vorzugsweise ist jede ölnut 58 derart gekrümmt,
daß das vom äußeren Ende der ölnut aufgefangene Schmieröl aufgrund der hydrodynamischen Kräfte in der ölnut eingesaugt
wird.
Wie Figur 2 zeigt, ist das Gehäuse 10 auf seiner Innenseite mit einer ölleitplatte 60 versehen, die sich auf derjenigen
Seite des Vorgelegerades 3 2 befindet, auf der das im Gehäuse 10 angesammelte Schmieröl aufgrund der Drehung des Vorgelegerades
32 hochgeschleudert bzw. hochgespritzt wird. Die ölleitplatte 60 erstreckt sich nach innen bis in die Nähe eines Eingriff
spunktes T zwischen dem Eingangsrad 30 und dem Vorgelegerad 32, so daß das Schmieröl von der ölleitplatte wirkungsvoll
sowohl zum Eingriffspunkt T als auch zu den äußeren Enden der Ölnuten 58 geleitet wird, die auf der dem Eingangsrad 30
zugewandten Seite des Keilringes 5 0 ausgebildet sind. Wie aus Figur 4 erkennbar ist, hat die ölleitplatte 60 auch in Längsrichtung
eine gewisse Ausdehnung. Die Breite der ölleitplatte 60 ist dabei so groß, daß sie eine große Menge Schmieröl auffangen
kann, die zum Eingriffspunkt T bzw. zu den ölnuten 58
geleitet wird und zur wirksamen Schmierung der Nadeln 3 6 des Nadellagers ausreicht (siehe Figur 5).
Im folgenden wird die Funktionsweise der Erfindung erläutert.
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Da die Eingangswelle 12 und mit ihr das Eingangsrad 30 in Richtung des Pfeiles A (siehe Figur 5) gedreht wird, wird die
Vorgelegewelle 16 und mit ihr das Vorgelegerad 32 in Richtung eines Pfeiles B gedreht. Die Drehung des Vorgelegerades 32
führt dazu, daß am Boden des Gehäuses 10 angesammeltes Schmieröl in Richtung eines Pfeiles C hochgespritzt wird. Das hochgespritzte
Schmieröl trifft auf die ölleitplatte 60 und wird von dieser in Richtung eines Pfeiles D zum Eingangsrad 30 geleitet.
Ein Teil des so geleiteten Schmieröls wird direkt von den sich mit dem Eingangsrad 3 0 drehenden, gekrümmten ölnuten
58 aufgefangen, da die ölnuten gekrümmt und in Drehrichtung (Pfeil A) nach vorne geneigt sind, so daß eine hydrodynamische
Kraft entsteht, die das Schmieröl in die ölnuten einzieht. Ein anderer Teil des Schmieröls wird von den Zähnen des Eingangsrades
30 und des mit ihm kämmenden Vorgelegerades 32 aufgefangen und zum Eingriffspunkt T transportiert. Danach wird
das öl in Richtung eines Pfeiles E (siehe Figur 5) zu den ölnuten
58 geleitet. Der Grund dafür liegt darin, daß die Zähne der schrägverzahnten Zahnräder, die das Eingangsrad 30 und
das Vorgelegerad 32 bilden, bezüglich der Achsen dieser Zahnräder schräg verlaufen, so daß eine dynamische Kraft entsteht,
die das Schmieröl in Richtung der Achse zurückdrückt.
Das aufgrund der vorstehend erläuterten hydrodynamischen Kraft und der mechanischen Kraft in die ölnuten 51 geleitete Schmieröl
wird durch die Ölbohrungen 56 (siehe Figur 3) im Eingangsrad 30 den Nadeln 36 zugeführt, /vaf diese Weise wird eine
wirkungsvolle Schmierung des Nadellagers aus den Nadeln 36 erreicht, die eine Relativdrehung zwischen der Eingangswelle
12 und der Ausgangswelle 34 ermöglicht, wenn diese Wellen nicht direkt miteinander verbunden sind.
Die ölnuten 58 sind an ihren äußeren Enden vorzugsweise erweitert,
damit das von der ölleitplatte 60 kommende Schmieröl
besser von den ölnuten aufgefangen werden kann.
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Die Anzahl der ölnuten 58 kann größer als beim darcjestellten
Ausführungsbeispiel sein, so daß dann die ölnuten eine grössere
Schmierölmenge von der ölleitplatte 60 und dem Eingangsrad 30 sowie dem Vorgelegerad 32 auffangen.
5
Jede ölnut kann als gerade Ölnut ausgebildet sein, die in
Drehrichtung schräg nach vorne verläuft. Eine gerade ölnut kann dann zur Anwendung kommen, wenn die Nadeln 3 6 keine
große Schmierölmenge benötigen.
Das erfindungsgemäße Getriebe für ein Kraftfahrzeug umfaßt
somit eine Eingangswelle mit einem Einqangsrad, eine Vorgelegewelle
mit einem Vorgelegerad, das mit dem Eingangsrad kämmt, eine Ausgangswelle, deren vorderes Ende in das Eingangsrad
eingesetzt ist und dort mittels eines Stützlagers gelagert ist, sowie einen Übertragungsmechanismus zur Übertragung
der Drehung der Eingangswelle zur Ausgangswelle mit vorgegebenen Übersetzungsverhältnissen. Das Getriebe umfaßt ferner
zumindest einen im wesentlichen radial verlaufenden und nach vorne geneigten Ölkanal, der sich zusammen mit dem Eingangsrad dreht, sowie eine stationär angebrachte ölleitplatte, die
Schmieröl zum äußeren Ende des ölkanals leiten kann. Das Schmieröl wird durch den ölkanal zum Stützlager geleitet.
An der vorstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläuterten
Ausführungsform der Erfindung können zahlreiche Abwandlungen
und Änderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Claims (1)
- SEDTKE ra OÜHLSNG ""KiNNE 5£ηί8ΤΪΪ?ι(DPA und EPA)Dipl.-Ing. H.Tiedtke Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe 3015881 Dipl.-Ing. B. PellmannBaväriaring 4, Postfach 20 24038000 München 2Tel.: 0 89-5396 53Telex: 5-24 845 tipatcable: Germaniapatont München23. April 19 80DE Ό34 7 / case- 2 4 10-DF,Patentansorüche1. Getriebe,gekennzeichnetdurch ein Gehäuse (10), eine drehbar im Gehäuse gelagerte Eingangswelle (12), ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Eingangsrad (30) an einem Ende der Eingangswelle, wobei das Eingangsrad eine axiale öffnung (121) aufweist, eine drehbar im Gehäuse gelagerte Vorgelegewelle (16), die unterhalb der Eingangswelle im Gehäuse angeordnet ist, ein mit dem Eingangsrad kämmendes Vorgelegerad an der Vorgelegewelle, eine Ausgangswelle (34), deren eines Ende in die Öffnung des Eingangsrades eingesetzt ist, einen Übertragungsmechanismus (37, 38, 40) zur übertragung der Drehung der Eingangswelle zur Ausgangswelle mit vorgegebenen Übersetzungsverhältnissen, ein in der öffnung (121) angeordnetes Lager (36), das das Ende der Ausgangswelle in der Eingangswelle abstützt, zumindest einen im wesentlichen radial verlaufenden Kanal (56, 58), der sich zusammen mit dem Eingangsrad dreht und der an seinem inneren Ende zum Lager (36) und an seinem äußeren Ende zur Außenseite des Eingangsrades offen ist, wobei der Kanal in Drehrichtung der Eingangswelle nach vorne geneigt ist, und eine ölleitplatte (60), die auf.ei-130030/0710Deutsche Bank (München) Klo. 51/61 070 Dresdner Bank (München) Wo. 393U 844 Postscheck (Miinchom Kto. ß7O-43-(SCM- : .--..- v3U ! ÜUO I- 2 - DE 0347ner Seite der Vorgelegewelle angeordnet ist und an der das Schmieröl aufgrund der Drehung des Vorgelegerades nach oben hochgetrieben wird, wobei sich die ölleitplatte bis in die Nähe eines Punktes erstreckt, an dem das Eingangsrad und das Vorgelegerad miteinander in Eingriff stehen, so daß das Schmieröl vom Kanal aufgenommen und zum Lager geleitet wird.2. Getriebe nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsmechanismus (37, 38, 40) eine synchronisierte Schalteinheit (40) mit einem Keilring (50) umfaßt, der am Eingangsrad (30) befestigt ist und mit zumindest einer radial verlaufenden ölnut (58) versehen ist, die in Drehrichtung der Eingangswelle (12) nach vorne geneigt verläuft, und daß das Eingangsrad mit zumindest einer Ölbohrung (56) versehen ist, die in die axiale öffnung (121) mündet, wobei die Ölbohrung und die ölnut den Kanal bilden.3. Getriebe nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß die ölnut (58) so gekrümmt ist, daß während der Drehung der Eingangswelle (12) eine hydrodynamische Kraft auftritt, die vom äußeren Ende der ölnut aufgenommenes Schmieröl nach innen leitet.4. Getriebe nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet,daß die ölnut (58) an ihrem äußeren Ende erweitert ist und dadurch ihre ölaufnahmekapazität erhöht ist. 305. Getriebe mit einer Eingangswelle, die mit einem Eingangsrad versehen ist, einer Vorgelegewelle, die mit einem Vorgelegerad versehen ist, einer Ausgangswelle, deren eines Ende von der Eingangswelle getragen wird, einem Lager, das zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordnet ist, und1300 30/0710- 3 - DE 0347einem Übertragungsmechanismus mit einer synchronisierten Schalteinheit, zu der ein Keilring gehört, der am Eingangsrad befestigt ist,dadurch gekennzeichnet .daß der Keilring (50) mit zumindest einer radial verlaufenden Ölnut (58) versehen ist, die in Drehrichtung der Eingangswelle (12) nach vorne geneigt verläuft, daß das Eingangsrad (30) mit zumindest einer Ölbohrung (56) versehen ist, die die ölnut mit dem Lager (36) verbindet, und daß auf einer Seite der Vorgelegewelle (16) eine ölleitplatte (60) so angeordnet ist, daß hochgeschleudertes Schmieröl zu einem Punkt geleitet wird, an dem das Eingangsrad mit dem Vorgelegerad kämmt.130030/0710
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8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |