DE4108657A1

DE4108657A1 - Getriebe mit behaelter im gehaeuse

Info

Publication number: DE4108657A1
Application number: DE19914108657
Authority: DE
Inventors: Joachim Straub
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-03-16
Filing date: 1991-03-16
Publication date: 1992-09-17
Also published as: WO1992016723A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Fahrzeug mit den Merkmalen:

-Das Getriebe hat in einem Öl und Luft enthaltenden Gehäuse bewegte Glieder,
-eine Pumpe versorgt die Glieder mit Öl,
-eine Saugöffnung der Pumpe ist unten im Gehäuse angeordnet.

Bei einem Getriebe dieser Art sollen die im Gehäuse bewegten Glieder immer oberhalb und die Saugöffnung der Pumpe immer unterhalb des Ölspiegels bleiben.

Der Ölspiegel schwankt durch Änderung der Temperatur, der Schräglage und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs:

-Bei Stillstand oder gleichmäßiger Geradeausfahrt auf waagerechtem Boden legt die Schwerkraft den Ölspiegel waagerecht und damit parallel zum Boden, und der Ölspiegel schwankt zwischen einem tiefsten Ölspiegel bei tiefster Temperatur und damit kleinstem Volumen des Öls und einem höchsten Ölspiegel bei höchster Temperatur und damit größtem Volumen des Öls,
-bei Stillstand oder gleichmäßiger Geradeausfahrt auf schrägem Boden (bergauf, bergab oder quer zum Hang) legt die Schwerkraft den Ölspiegel waagerecht und damit schräg zum Boden und damit schräg zum Fahrzeug, weil das Fahrzeug schräg liegt,
-beim Beschleunigen, beim Bremsen und bei Kurvenfahrt auf waagerechtem Boden legen Fliehkraft und Schwerkraft zusammen den Ölspiegel schräg zum Boden und damit schräg zum Fahrzeug.

Dabei können die Glieder in den Ölspiegel eintauchen und planschen, oder die Saugöffnung der Pumpe kann aus dem Ölspiegel auftauchen und die Pumpe Luft saugen. Dabei kann Ölschaum erzeugt und bei steigender Temperatur und damit wachsendem Volumen des Öls und der Luft im Gehäuse durch die übliche Druckausgleicheinrichtung (Entlüfter mit Filterstopfen und Schutzkappe oben in einer Wand des Gehäuses) nach außen gedrückt werden.

-Immer höhere Anforderungen an die Zuverlässigkeit des von der Pumpe erzeugten Druckölstroms wegen immer höherer Belastung der bewegten Glieder, beispielsweise Zahnräder und Reibkupplungen,
-immer größere Horizontalbeschleunigung durch immer griffigere Reifen, stärkere Bremsen und höhere Motorleistung,
-immer größere Volumenänderung des das durch immer größere Temperaturunterschiede und immer größere Ölfüllmengen, beispielsweise durch immer größere hydrokinetische Wandler als zusätzliche bewegte Glieder außerhalb des Gehäuses mit immer größerem zusätzlichem Füllvolumen und
-immer kleinere Abstände zwischen den im Gehäuse bewegten Gliedern und dem Boden des Gehäuses, beispielsweise durch immer höhere Forderungen nach tiefem Schwerpunkt und großer Bodenfreiheit des Fahrzeugs machen es immer schwieriger, einen Ölverlust über die Druckausgleicheinrichtung zu vermeiden.

Bei bekannten Getrieben dieser Art (DE-23 39 730, DE-35 14 499) sind statt einer einzigen Saugöffnung in der Mitte des Gehäuses eine vordere und eine hintere Saugöffnung angeordnet. Jede Saugöffnung bildet mit einem Schließkörper ein Ventil. Die Schließkörper sind miteinander verbunden. Fliehkraft und Schwerkraft bewegen die Schließkörper und schließen jeweils die Saugöffnung, die über den Ölspiegel steigt. Bei geschlossener Saugöffnung (geschlossenem Ventil) wirkt auf den Schließkörper zusätzlich schließend das Produkt aus Druckdifferenz und Querschnittsfläche des Ventils.

DE-35 14 499 zeigt, welcher Aufwand nötig ist, damit jedes dieser beiden Ventile zuverlässig luftdicht schließt und wieder öffnet:

-Die Schließkörper müssen genau und leichtgängig geführt sein,
-die Schließkörper müssen eine so große Masse haben, daß Fliehkraft und Schwerkraft sowohl Reibkraft als auch Druckdifferenzkraft überwinden können,
-eine Elastomerdichtung muß den Dichtspalt zwischen Saugöffnung und Schließkörper bei jeder Temperatur zuverlässig luftdicht schließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Getriebe der eingangs beschriebenen Art einen Ölverlust über die Druckausgleicheinrichtung zuverlässiger, dauerhafter und mit weniger Aufwand als bisher zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst, weil keine zusätzlichen Ventile versagen können und nur ein Behälter hinter der Saugöffnung im Gehäuse befestigt werden muß. Der Behälter hat einen Behälterboden und eine Öltauschöffnung in Höhe eines tiefsten Ölspiegels (bei tiefster Temperatur und Stillstand oder gleichmäßiger Geradeausfahrt des Fahrzeugs auf waagerechtem Boden) und eine Lufttauschöffnung oberhalb eines höchsten Ölspiegels (bei höchster Temperatur). Der Behälter nimmt als Speicher bei steigender Temperatur den Volumenzuwachs des Öls auf, läßt damit den Ölspiegel weniger steigen und verhindert damit, daß die im Gehäuse bewegten Glieder in den Ölspiegel eintauchen und planschen, und der Behälter läßt als Verdränger bei tiefster Temperatur und damit kleinstem Volumen des Öls den Ölspiegel nicht zu tief sinken und verhindert damit, daß die Saugöffnung der Pumpe aus dem Ölspiegel auftaucht und die Pumpe Luft saugt, wenn das Fahrzeug stark beschleunigt oder steil bergauf fährt.

Ein zweiter, gleichartiger Behälter nach Anspruch 2, mit einem Behälterboden in gleicher Höhe, aber vor der Saugöffnung angeordnet, verhindert in gleicher Weise, daß die Glieder eintauchen und die Saugöffnung auftaucht, wenn das Fahrzeug stark bremst oder steil bergab fährt.

Die sich kreuzenden Ölleitungen nach Anspruch 3 verbessern die Funktion bei großer Beschleunigung oder Schräglage des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch mit den Merkmalen nach Anspruch 4 gelöst, weil auch damit keine zusätzlichen Ventile versagen können und nur ein Behälter im Gehäuse befestigt ist. Der Behälter hat einen Behälterboden in Höhe des tiefsten Ölspiegels, im Behälterboden eine Öltauschöffnung und oberhalb des höchsten Ölspiegels eine Luftleitung mit einer Lufttauschöffnung. Die Öltauschöffnung und die Lufttauschöffnung sind senkrecht über der Saugöffnung angeordnet. Der Behälter verhindert als Speicher, daß der Ölspiegel zu stark steigt und damit die bewegten Glieder in den Ölspiegel eintauchen und planschen, und der Behälter verhindert als Verdränger, daß der Ölspiegel zu stark sinkt und damit die Saugöffnung der Pumpe aus dem Ölspiegel auftaucht und die Pumpe Luft saugt, wenn das Fahrzeug horizontal beschleunigt wird oder schräg liegt.

Wenn man nach Anspruch 5 die Öltauschöffnung gegen Spritzöl schützt, beispielsweise durch eine Schutzkappe, verhindert man, daß mehr Öl als nötig im Behälter als Speicher verschwindet und der Ölspiegel im Gehäuse außerhalb des Behälters zu weit sinkt.

Wenn nach Anspruch 6 die Luftleitung im Gehäuse endet und man die Lufttauschöffnung gegen Spritzöl schützt, beispielsweise durch eine Schutzkappe, verhindert man, daß mehr Öl als nötig im Behälter als Speicher verschwindet und der Ölspiegel im Gehäuse außerhalb des Behälters zu weit sinkt.

Wenn nach Anspruch 7 eine Luftleitung den Behälter mit der Außenluft verbindet, beispielsweise über einen Filterstopfen ganz oben in einer Wand des Gehäuses, nutzt man damit den Behälter zusätzlich als einen großen und damit zuverlässig wirksamen Ölabscheider einer Druckausgleicheinrichtung (Entlüfter).

Wenn die Luftleitung nach Anspruch 8 eine zusätzliche Lufttauschöffnung innerhalb des Gehäuses hat, kann zwischen Behälter und Gehäuse keine Druckdifferenz entstehen, die den Ölspiegel innerhalb und außerhalb des Behälters ändern würde.

Die Zeichnung zeigt Getriebe nach der Erfindung in vereinfachter Darstellung. Es zeigen

Fig. 1 und 1A ein Getriebe nach Anspruch 1, 5 und 6,

Fig. 2, 2A und 2B ein Getriebe nach Anspruch 3, 5 und 6,

Fig. 3, 3A und 3B ein Getriebe nach Anspruch 4, 7 und 8.

Fig. 1 und 1A: Ein Getriebe 1 eines nicht gezeigten Fahrzeugs hat in einem Öl und Luft enthaltenden Gehäuse 2 bewegte Glieder 3, 4, beispielsweise Zahnräder 3 und ölhydraulisch geschaltete Kupplungen 4, und außerhalb des Gehäuses 2 bewegte Glieder 5, beispielsweise einen mit Öl gefüllten hydrokinetischen Wandler 5.

Eine Pumpe 6 versorgt die Glieder 3, 4, 5 mit Öl, beispielsweise eine nicht im einzelnen gezeigte Schalteinrichtung für die Kupplungen 4 mit Schaltöl, den Wandler 5 mit Arbeitsöl und nicht im einzelnen gezeigte Gleit- und Reibflächen des Getriebes 1 mit Schmier- und Kühlöl. Eine Saugöffnung 7 der Pumpe 6 ist unten in der Mitte des Gehäuses 2 angeordnet.

Ein Filterstopfen 8 einer Druckausgleicheinrichtung 39 ist oben in eine Wand 10 des Gehäuses 2 eingesetzt und mit einer Schutzkappe 9 gegen Spritzwasser geschützt.

Ein geschlossener Behälter 11 mit einem Behälterboden 12 in Höhe eines tiefsten Ölspiegels 15 (bei einer tiefsten Temperatur und damit einem kleinsten Volumen des Öls und Stillstand oder gleichmäßiger Geradeausfahrt des Fahrzeugs auf waagerechtem Boden) ist über eine Ölleitung 21 unterhalb des tiefsten Ölspiegels 15 mit einer Öltauschöffnung 21 in Höhe des tiefsten Ölspiegels 15 und über eine Luftleitung 29 oberhalb eines höchsten Ölspiegels 16 (bei einer höchsten Temperatur und damit einem größten Volumen des Öls und Stillstand oder gleichmäßiger Geradeausfahrt des Fahrzeugs auf waagerechtem Boden) mit einer Lufttauschöffnung 33 oberhalb des höchsten Ölspiegels 16 verbunden.

Die Lufttauschöffnung 33 und die Öltauschöffnung 21 sind innerhalb des Gehäuses 2 (in Fahrtrichtung) vor der Saugöffnung 7 der Pumpe 6 angeordnet und gegen Spritzöl geschützt. Dazu ist über die Öltauschöffnung 21 eine besondere Schutzkappe 25 gesteckt, und die Lufttauschöffnung 33 weist nach unten.

Der Behälter 11 ist (in Fahrtrichtung) hinter der Saugöffnung 7 angeordnet und im Gehäuse 2 befestigt.

Der Behälter 11 nimmt als Speicher bei steigender Temperatur den Volumenzuwachs des Öls auf, läßt damit den Ölspiegel weniger steigen und verhindert damit, daß die im Gehäuse 2 bewegten Glieder 3, 4 in den Ölspiegel eintauchen und planschen, und der Behälter 11 läßt als Verdränger bei tiefster Temperatur und damit kleinstem Volumen des Öls den Ölspiegel nicht zu tief sinken und verhindert damit, daß die Saugöffnung 7 der Pumpe 6 aus dem Ölspiegel auftaucht und die Pumpe 6 Luft saugt, wenn das Fahrzeug stark beschleunigt oder steil bergauf fährt.

Fig. 2, 2A und 2B: Ein zweiter geschlossener Behälter 13 mit einem Behälterboden 14 in Höhe des tiefsten Ölspiegels 15 ist vor der Saugöffnung 7 angeordnet und im Gehäuse 2 befestigt. Beide Behälter 11, 13 haben je eine linke Ölleitung 17, 19 mit je einer Öltauschöffnung 21, 23 rechts von der Saugöffnung 7 und je eine rechte Ölleitung 18, 20 mit je einer Öltauschöffnung 22, 24 links von der Saugöffnung 7. Die Behälter 11, 13 bilden Schutzkappen 25, 26, 27, 28 für die Öltauschöffnungen 21, 22, 23, 24. Der erste Behälter 11 hat vorne links und rechts je eine Luftleitung 29, 30 mit je einer nach unten weisenden Lufttauschöffnung 33, 34. Der zweite Behälter 13 hat hinten links und rechts je eine Luftleitung 31, 32 mit je einer nach unten weisenden Lufttauschöffnung 35, 36.

Weil die Schutzkappen 25, 26, 27, 28 die nach oben weisenden Öltauschöffnungen 21, 22, 23, 24 überdachen und die Lufttauschöffnungen 33, 34, 35, 36 nach unten weisen, kann kein Spritzöl bei schrägem Ölspiegel in einen Behälter 11, 13 eindringen, dort den Ölspiegel anheben und im Gehäuse außerhalb des Behälters den Ölspiegel zu weit absenken.

Ein Filterstopfen 8 einer Druckausgleicheinrichtung 39 ist oben in einer Wand 10 des Gehäuses 2 eingesetzt und mit einer Schutzkappe 9 gegen Spritzwasser geschützt.

Der zweite Behälter 13 nimmt als Speicher bei steigender Temperatur den Volumenzuwachs des Öls auf, läßt damit den Ölspiegel weniger steigen und verhindert damit, daß die im Gehäuse 2 bewegten Glieder 3, 4 in den Ölspiegel eintauchen und planschen, und der Behälter 13 läßt als Verdränger bei tiefster Temperatur und damit kleinstem Volumen des Öls den Ölspiegel nicht zu tief sinken und verhindert damit, daß die Saugöffnung 7 der Pumpe 6 aus dem Ölspiegel auftaucht und die Pumpe 6 Luft saugt, wenn das Fahrzeug stark bremst oder steil bergab fährt.

Die sich kreuzenden Ölleitungen 17, 18, 19, 20 verbessern die Funktion der beiden Behälter 11, 13 bei großer Beschleunigung oder Schräglage des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung.

Fig. 3, 3A und 3B: Ein einziger Behälter 11 mit einem Behälterboden 12 in Höhe des tiefsten Ölspiegels 15 füllt den Hohlraum des Gehäuses 2 zwischen dem tiefsten Ölspiegel 15 und den bewegten Gliedern 3, 4 fast ganz aus. Der Behälter 11 hat eine einzige Öltauschöffnung 21 im Behälterboden 12 genau über der Saugöffnung 7 der Pumpe 6.

Zwei Luftleitungen 29, 30 sind außen oben genau links und rechts von der Saugöffnung 7 der Pumpe 6 an den Behälter 11 angeschlossen und verbinden den Behälter 11 mit einem Filterstopfen 8 mit einer Lufttauschöffnung 33 oben in einer Wand 10 des Gehäuses 2. Eine Schutzkappe 9 schützt die Lufttauschöffnung 33 und den Filterstopfen 8 vor Spritzwasser. Jede Luftleitung 29, 30 hat eine zusätzliche, nach unten weisende Lufttauschöffnung 37, 38 innerhalb des Gehäuses 2 oberhalb des höchsten Ölspiegels 16.

Der Behälter 11 nimmt als Speicher bei steigender Temperatur den Volumenzuwachs des Öls auf, läßt damit den Ölspiegel weniger steigen und verhindert damit, daß die im Gehäuse 2 bewegten Glieder 3, 4 in den Ölspiegel eintauchen und planschen, und der Behälter 11 läßt als Verdränger bei tiefster Temperatur und damit kleinstem Volumen des Öls den Ölspiegel nicht zu tief sinken und verhindert damit, daß die Saugöffnung 7 der Pumpe 6 aus dem Ölspiegel auftaucht und die Pumpe 6 Luft saugt, wenn das Fahrzeug stark beschleunigt oder steil bergauf fährt und auch dann, wenn das Fahrzeug stark bremst oder steil bergab fährt.

Bezugszeichen

1 Getriebe
2 Gehäuse
3 Glied, Zahnrad
4 Glied, Kupplung
5 Glied, Wandler
6 Pumpe
7 Saugöffnung
8 Filterstopfen
9 Schutzkappe
10 Wand
11 Behälter
12 Behälterboden
13 Behälter
14 Behälterboden
15 Ölspiegel
16 Ölspiegel
17 Ölleitung
18 Ölleitung
19 Ölleitung
20 Ölleitung
21 Öltauschöffnung
22 Öltauschöffnung
23 Öltauschöffnung
24 Öltauschöffnung
25 Schutzkappe
26 Schutzkappe
27 Schutzkappe
28 Schutzkappe
29 Luftleitung
30 Luftleitung
31 Luftleitung
32 Luftleitung
33 Lufttauschöffnung
34 Lufttauschöffnung
35 Lufttauschöffnung
36 Lufttauschöffnung
37 Lufttauschöffnung
38 Lufttauschöffnung
39 Druckausgleicheinrichtung

Claims

1. Getriebe für ein Fahrzeug mit den Merkmalen:

- Das Getriebe (1) hat in einem Öl und Luft enthaltenden Gehäuse (2) bewegte Glieder (3, 4),
- eine Pumpe (6) versorgt die Glieder (3, 4) mit Öl,
- eine Saugöffnung (7) der Pumpe (6) ist unten im Gehäuse (2) angeordnet,

gekennzeichnet durch die Merkmale:

- ein geschlossener Behälter (11) mit einem Behälterboden (12) in Höhe eines tiefsten Ölspiegels (15) (bei einer tiefsten Temperatur und damit einem kleinsten Volumen des Öls und Stillstand oder gleichmäßiger Geradeausfahrt des Fahrzeugs auf waagerechtem Boden) ist über mindestens eine Ölleitung (17) unterhalb des tiefsten Ölspiegels (15) mit einer Öltauschöffnung (21) in Höhe des tiefsten Ölspiegels (15) (in Fahrtrichtung) vor der Saugöffnung (7) und über mindestens eine Luftleitung (29) oberhalb eines höchsten Ölspiegels (16) (bei einer höchsten Temperatur und damit einem größten Volumen des Öls und Stillstand oder gleichmäßiger Geradeausfahrt des Fahrzeugs auf waagerechtem Boden) mit einer Lufttauschöffnung (33) oberhalb des höchsten Ölspiegels (16) verbunden,
- der Behälter (11) ist (in Fahrtrichtung) hinter der Saugöffnung (7) angeordnet und im Gehäuse (2) befestigt.

2. Getriebe nach Anspruch 1 mit den Merkmalen:

- Ein zweiter geschlossener Behälter (13) mit einem Behälterboden (14) in Höhe des tiefsten Ölspiegels (15) ist über mindestens eine Ölleitung (19) unterhalb des tiefsten Ölspiegels (15) mit einer Öltauschöffnung (23) in Höhe des tiefsten Ölspiegels (15) (in Fahrtrichtung) hinter der Saugöffnung (7) und über mindestens eine Luftleitung (31) oberhalb des höchsten Ölspiegels (16) mit einer Lufttauschöffnung (35) oberhalb des höchsten Ölspiegels (16) verbunden,
- der zweite Behälter (13) ist (in Fahrtrichtung) vor der Saugöffnung (7) angeordnet und im Gehäuse (2) befestigt.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2 mit den Merkmalen:

1- Eine linke Ölleitung (17, 19) ist (in Fahrtrichtung) links unten am Behälter (11, 13) angeschlossen und endet in einer Öltauschöffnung (21, 23) rechts von der Saugöffnung (7),
- eine rechte Ölleitung (18, 20) ist (in Fahrtrichtung) rechts unten am Behälter (11, 13) angeschlossen und endet in einer Öltauschöffnung (22, 24) links von der Saugöffnung (7).

4. Getriebe für ein Fahrzeug mit den Merkmalen:

- Das Getriebe (1) hat in einem Öl und Luft enthaltenden Gehäuse (2) bewegte Glieder (3, 4),
- eine Pumpe (6) versorgt die Glieder (3, 4) mit Öl,
- eine Saugöffnung (7) der Pumpe (6) ist unten im Gehäuse (2) angeordnet, gekennzeichnet durch die Merkmale:
- Ein geschlossener Behälter (11) mit einem Behälterboden (12) in Höhe eines tiefsten Ölspiegels (15) (bei einer tiefsten Temperatur und damit einem kleinsten Volumen des Öls und Stillstand oder gleichmäßiger Geradeausfahrt des Fahrzeugs auf waagerechtem Boden) hat im Behälterboden (12) eine Öltauschöffnung (21) und oberhalb eines höchsten Ölspiegels (16) (bei einer höchsten Temperatur und damit einem größten Volumen des Öls und Stillstand oder gleichmäßiger Geradeausfahrt des Fahrzeugs auf waagerechtem Boden) mindestens eine Luftleitung (29) mit einer Lufttauschöffnung (33),
- die Öltauschöffnung (21) und die Lufttauschöffnung (33) sind senkrecht über der Saugöffnung (7) der Pumpe (6) angeordnet,
- der Behälter (11) ist im Gehäuse (2) befestigt.

5. Getriebe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 mit dem Merkmal:

- Die Öltauschöffnung (21) ist gegen Spritzöl geschützt.

6. Getriebe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 mit den Merkmalen:

- Die Luftleitung (29) endet mit der Lufttauschöffnung (33) im Gehäuse (2),
- die Lufttauschöffnung (33) ist gegen Spritzöl geschützt.

7. Getriebe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 mit den Merkmalen:

- Die Luftleitung (29) endet mit einer Lufttauschöffnung (33) außerhalb des Gehäuses (2),
- die Lufttauschöffnung (33) ist gegen Spritzwasser geschützt.

8. Getriebe nach Anspruch 7 mit den Merkmalen:

- Die Luftleitung (29) hat mindestens eine zusätzliche Lufttauschöffnung (37) innerhalb des Gehäuses (2),
- die zusätzliche Lufttauschöffnung (37) ist gegen Spritzöl geschützt.