DE3015681A1

DE3015681A1 - Getriebe fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3015681A1
Application number: DE19803015681
Authority: DE
Inventors: Masami Toyota Aichi Fukushima; Shinichi Anjo Aichi Miyagawa; Yoshitaka Sogo; Tetsuzo Yoneda
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1980-01-21
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1981-07-23
Also published as: JPS56108051U; JPS5743175Y2; US4327598A; DE3015681C2

Description

IEDTKE - DUHLING - iTVtNJM.E. (DPA und EPA)

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

Getriebe für ein Kraftfahrzeug

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

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. Pellmann

Baväriaring 4, Postfach 20 2403

8000 München 2

Tel.: 0 89-5396 53

Telex: 5-24 845 tipat

cable: Germaniapatont München

23. April 19 80

DE Ό34 7 / case- 2 4 10-DF,

Patentansorüche

1. Getriebe,

gekennzeichnet

durch 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-

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Deutsche Bank (München) Klo. 51/61 070 Dresdner Bank (München) Wo. 393U 844 Postscheck (Miinchom Kto. ß7O-43-(SCM

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ner 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. 30

5. 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, und

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einem 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.

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