DE4434020B4

DE4434020B4 - Stufenloses Umschlingsungsgetriebe mit einer Sumpfölfördereinrichtung

Info

Publication number: DE4434020B4
Application number: DE19944434020
Authority: DE
Inventors: Karin Franik-Golenia; Paulus Dipl.-Ing. Heidemeyer; Romanus Dipl.-Ing. Scholz; Wilfried Alt; Dag-Arnulf Dipl.-Ing. Schlaf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1993-10-09
Filing date: 1994-09-23
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2014-09-24
Also published as: DE4434020A1

Abstract

Stufenloses Umschlingungsgetriebe mit einer Sumpfölfördereinrichtung, welches ein Getriebegehäuse, darin gelagerte Getriebeeingangs- und Getriebeausgangswellen, zwei Kegelscheibensätze mit je einer auf der jeweiligen Getriebewelle festsitzenden und je einer axial verstellbaren Kegelscheibe, und ein beide Kegelscheibensätze umschlingendes, flexibles Antriebselement umfaßt, wobei der erste Kegelscheibensatz mit der Getriebeeingangswelle verbunden ein im Getriebegehäuse hoch gelegenes erstes Drehzentrum bildet, während der zweite Kegelscheibensatz mit der Getriebeabtriebswelle verbunden ein tiefer gelegenes zweites Drehzentrum im Getriebe darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Getriebegehäuse (1) ein unter dem ersten Kegelscheibensatz (2) angeordneter Bereich zur Bildung eines Hauptölsumpfes (14), und unter dem zweiten Kegelscheibensatz (3) ein angeordneter Bereich zu Bildung eines Nebenölsumpfes (15) vorgesehen ist, daß sich durch das Getriebegehäuse (1) außerhalb des Bereiches des flexiblen Antriebselementes zwischen den beiden Kegelscheibensätzen (2, 3) eine Trennrippe (17) erstreckt, mit der der Hauptölsumpf (14) des ersten Kegelscheibensatzes (2) von dem Drehraum des zweiten Kegelscheibensatzes abgetrennt ist, und daß die auf der Abtriebswelle...

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenloses Umschlingungsgetriebe mit einer Sumpfölfördereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In automatischen Getrieben werden die Kupplungen und Schmierstellen im Betrieb bekanntermaßen mit Drucköl versorgt. Stufenlose Umschlingungsgetriebe mit nur zwei Drehzentren, wie beispielsweise aus der DE 42 22 115 A1 bekannt sind, benötigen daher unterhalb des durch den ersten Kegelscheibensatz und die Getriebeeingangswelle gebildeten ersten Drehzentrums einen Ölsumpf ausreichenden Volumens, aus dem eine Betriebsölpumpe das zur Schmierung des Getriebes notwendige Öl absaugen kann. Das aus dem zweiten Kegelscheibensatz und der Getriebeabtriebswelle gebildete zweite Drehzentrum wird wegen der sonst eintauchenden und den Getriebewirkungsgrad verschlechternden drehenden Teile ölfrei gehalten. Dennoch läßt sich nicht vermeiden, daß während des Betriebs eines solchen Getriebes ein geringer Leckölfluß in Richtung auf den zweiten, das heißt Abtriebskegelscheibensatz stattfindet.

Im Interesse eines optimalen Getriebewirkungsgrades ist ein möglichst niedriger Betriebsölstand im Bereich des unteren Kegelscheibensatzes anzustreben. Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Getriebe vorzuschlagen, bei dem das sich im Bereich des unteren Kegelscheibensatzes ansammelnde Betriebsöl ohne großen baulichen Aufwand in den Hauptölsumpf des oberen Kegelscheibensatzes zurückbefördert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß ist demnach das Getriebegehäuse des gattungsgemäßen Getriebes von einer Trennrippe durchzogen, die im wesentlichen vertikal zwischen den beiden Drehzentren angeordnet ist und den dem oberen Drehzentrum zugeordneten Hauptölsumpf von dem unteren Drehzentrum und dem sich dort bildenden Nebenölsumpf trennt. Zum Abpumpen des sich in dem Nebenölsumpf sammelnden Leckageöls ist außerdem erfindungsgemäß vorgesehen, daß die auf der Abtriebswelle feststehende Kegelscheibe des unteren Kegelscheibensatzes mit Förderelementen versehen ist, mit denen das sich in dem Nebenölsumpf ansammelnde Öl in den Hauptölsumpf transportierbar ist.

Die vorzugsweise an der Stirnseite der feststehenden Kegelscheibe angeordneten Förderelemente sind in einer Ausführungsform als Bleche oder Zähne ausgebildet, die parallel zur Drehachse der Getriebeabtriebswelle ausgerichtet sind. Die Förderelemente weisen dabei derartige Abmessungen auf, daß sie im geringen Abstand an der Getriebegehäuseinnenwand oder an einer daran ausgebildeten oder angebrachten Gehäuserippe vorbeistreichen. Diese Gehäuserippe ragt vorzugsweise vom tiefsten Punkt des Nebenölsumpfes bis über den Scheitelpunkt des unteren Kegelscheibensatzes.

Zur Erhöhung der Förderleistung der Förderelemente kann vorgesehen sein, daß die Gehäuserippe L-förmig oder U-förmig ausgeformt ist. Zudem kann vorgesehen sein, daß diese Gehäuserippe an der Innenseite des Getriebegehäusedeckels ausgebildet oder befestigt ist.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist anstelle einzelner Förderelemente ein Ringblech mit Schaufelflächen an der Stirnseite der feststehenden Kegelscheibe des zweiten Kegelscheibensatzes befestigt.

In einer weiteren Ausführungsform können als Förderelemente zur Drehzahlmessung der Getriebeabtriebswelle an der feststehenden Kegelscheibe ausgebildete Zähne verwendet werden.

Zum Auffangen des von den Förderelementen aus dem Nebenölsumpf. transportierten Öls kann die den Hauptölsumpf von dem zweiten Kegelscheibensatz trennende Gehäuserippe im Bereich der Förderelemente eine in Richtung auf die Drehachse der Getriebeabtriebswelle gezogene Ölfang- und Ölleitrippe aufweisen, mit der das geförderte Nebensumpföl in den Hauptölsumpf geleitet wird.

Schließlich kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Getriebegehäuse zur Bildung des Nebenölsumpfes eine Senke aufweisen, in die die Gehäuserippe abgesenkt ist.

Die Erfindung und ihre Ausgestaltungsvarianten lassen sich mit Hilfe eines Ausführungsbeispiels verdeutlichen. Im einzelnen zeigen
1 einen schematischen Querschnitt durch ein zweiwelliges Kegelscheibenumschlingungsgetriebe,
2 eine schematische Seitenansicht auf die beiden Drehzentren des Getriebes
3 eine Detailansicht gemäß 1 mit U-förmiger Gehäuserippe, und
4 eine Abwandlung der Förderelemente gemäß 3.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist in schematischer Darstellungsweise nur der für die Erläuterung der Erfindung wesentliche Teil des an sich aus der schon zitierten DE-OS 42 22 115 bekannten stufenlosen Umschlingungsgetriebes mit Zweiwellenstruktur dargestellt. Dabei ist mit 1 das Getriebegehäuse bezeichnet, in dem eine Getriebeeingangswelle 8 und eine Getriebeausgangswelle 9 gelagert sind. Auf der Getriebeeingangswelle 8 und der Getriebeausgangswelle 9 ist jeweils ein Kegelscheibensatz 2, 3 angeordnet. Jeder dieser Kegelscheibensätze besteht aus einer feststehenden Kegelscheibe 4, 6 und einer vorzugsweise hydraulisch koaxial zu den jeweiligen Getriebeachsen verschiebbaren Kegelscheibe 5, 7. Beide Kegelscheibensätze 2, 3 sind dabei von einem flexiblen Antriebselement 11 umschlungen.
Die feststehende Kegelscheibe 6 des unteren Kegelscheibensatzes 3 weist an seiner zum Getriebegehäuse 1 weisenden Stirnseite 10 Förderelemente 12 auf, die in geringem Abstand an einer an dem Getriebegehäuse 1 ausgebildeten oder an ihr befestigten Gehäuserippe 13 vorbeiführbar sind. Die Gehäuserippe 13 ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als L-förmige Struktur ausgebildet, die hier integraler Bestandteil der Gußstruktur des Getriebegehäusedeckehs 25 ist. Der Abstand zwischen den Förderelementen 12 und der Gehäuserippe 13 ist zur Ermöglichung einer großen Förderleistung möglichst gering zu halten. Vorzugsweise ist ein Abstand von 0,2 mm vorzusehen.
Die Detailansicht gemäß 3 zeigt in einer anderen Ausführungsform eine U-förmige Gehäuserippe 21, die die Förderelemente 12 zur weiteren Erhöhung der Förderleistung umgibt. Die Ausschnittsdarstellung gemäß 4 ist dagegen eine Variante zur Ausbildung der Förderelemente entnehmbar. In ihr ist an der Stirnseite 10 der Kegelscheibe 6 ein Ringblech 26 befestigt, in dem einzelne Schaufelflächen 28 angeordnet sind.
In der in 2 dargestellten Seitenansicht etwa gemäß dem Schnitt A in 1 ist das Getriebegehäuse 1 mit den darin befindlichen zwei Kegelscheibensätzen 2, 3 skizziert. Die er findungsgemäße Trennrippe 17 ist dabei weitgehend vertikal zwischen den beiden Kegelscheibensätzen im Getriebegehäuse 1 angeordnet und trennt den unterhalb des ersten Kegelscheibensatzes 2 befindlichen Hauptölsumpf 14 von dem weitgehend trockenen Drehraum 28 des zweiten Kegelscheibensatzes 3.
Im unteren Teil dieses Drehraums 28 ist eine Gehäusesenke 22 erkennbar, in deren Bereich sich der Nebenölsumpf 15 bildet. In diesen Nebenölsumpf ragt mit einem abgesenkten Teil 23 die mit dem Getriebegehäuse 1 verbundene Gehäuserippe 13, die in diesem Ausführungsbeispiel eine in die Gehäusesenke 22 abgesenkte Einlaufkontur 23 aufweist und als L-förmiges Getriebegehäusebauteil bis über den Scheitelpunkt 16 des zweiten Kegelscheibensatzes 3 hinausragt.
Auf der in dieser Darstellungsweise nur schematisch dargestellten Stirnseite 10 der feststehenden Kegelscheibe 6 sind die Förderelemente 12 angebracht, die in die L-förmige Kontur der Gehäuserippe 13 hineinragen.
Bei einer Drehung der Kegelscheibe 6 entsprechend der Drehrichtung 24 tauchen die Förderelemente 12 in den Nebenölsumpf 15 ein, und befördern dieses Öl mit Hilfe der als Pumpengehäusebogen fungierenden Gehäuserippe 13 über den Scheitelpunkt 16 der Kegelscheibe 6 hinweg. Das so über das Flüssigkeitsniveau des Hauptölsumpfes 14 transportierte Öl wird dann entweder direkt in den Hauptölsumpf 14 geschleudert oder von einer vorzugsweise im Bereich der Förderelemente 12 an der Trennrippe 17 angebrachten Fang- und Ölleitrippe 18 zum Hauptölsumpf 14 geleitet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Förderelemente 12 zur Drehzahlsensierung der Getriebeabtriebswellendrehzahl genutzt werden. Hierzu kann im Getriebegehäuse eine Öffnung 19 vorgesehen sein, durch die ein bespielsweise kapazitiv arbeitender Drehzahlsensor gesteckt ist, der von den vorbeistreichenden Förderelementen Drehzahlimpulse erhält. Desgleichen ist es auch möglich, für die Drehzahlermittlung vorhandene Zähne an der Stirnseite der auf der Getriebeabtriebs welle festsitzenden Kegelscheibe 6 zur Förderung des Öls aus dem Nebenölsumpf 15 zu nutzen.

1: Getriebegehäuse
2: erster Kegelscheibensatz
3: zweiter Kegelscheibensatz
4: feststehende Kegelscheibe
5: bewegliche Kegelscheibe
6: feststehende Kegelscheibe
7: bewegliche Kegelscheibe
8: Getriebeeingangswelle
9: Getriebeausgangswelle
10: Stirnseite
11: flexibles Antriebselement
12: Förderelement
13: Gehäuserippe
14: Hauptölsumpf
15: Nebenölsumpf
16: Scheitelpunkt
17: Trennrippe
18: Ölfang- und -leitrippe
19: Öffnung für Drehzahlsensor
20: abgesenkte Gehäuserippe
21: U-förmige Gehäuserippe
22: Senke
23: Einlaufkontur
24: Drehrichtung
25: Gehäusedeckel
26: Ringblech
27: Schaufelfläche
28: Drehraum

Claims

Stufenloses Umschlingungsgetriebe mit einer Sumpfölfördereinrichtung, welches ein Getriebegehäuse, darin gelagerte Getriebeeingangs- und Getriebeausgangswellen, zwei Kegelscheibensätze mit je einer auf der jeweiligen Getriebewelle festsitzenden und je einer axial verstellbaren Kegelscheibe, und ein beide Kegelscheibensätze umschlingendes, flexibles Antriebselement umfaßt, wobei der erste Kegelscheibensatz mit der Getriebeeingangswelle verbunden ein im Getriebegehäuse hoch gelegenes erstes Drehzentrum bildet, während der zweite Kegelscheibensatz mit der Getriebeabtriebswelle verbunden ein tiefer gelegenes zweites Drehzentrum im Getriebe darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Getriebegehäuse (1) ein unter dem ersten Kegelscheibensatz (2) angeordneter Bereich zur Bildung eines Hauptölsumpfes (14), und unter dem zweiten Kegelscheibensatz (3) ein angeordneter Bereich zu Bildung eines Nebenölsumpfes (15) vorgesehen ist, daß sich durch das Getriebegehäuse (1) außerhalb des Bereiches des flexiblen Antriebselementes zwischen den beiden Kegelscheibensätzen (2, 3) eine Trennrippe (17) erstreckt, mit der der Hauptölsumpf (14) des ersten Kegelscheibensatzes (2) von dem Drehraum des zweiten Kegelscheibensatzes abgetrennt ist, und daß die auf der Abtriebswelle (9) feststehende Kegelscheibe (6) des zweiten Kegelscheibensatzes (3) mit Förderelementen (12) versehen ist, mit denen sich in dem Nebenölsumpf (15) ansammelndes Öl in den Hauptölsumpf (14) transportierbar ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderelemente (12) als an der Stirnseite (10) der feststehenden Kegelscheibe (6) angeordnete Bleche oder Zähne ausgebildet sind, deren Längserstreckungen parallel zur Achse der Getriebeabtriebswelle (9) ausgerichtet sind.
Getriebe nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Förderelemente (12) an der feststehenden Kegelscheibe (6) zur Drehzahlmessung ausgebildete Zähne verwendet werden.
Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderelemente (12) derartige Abmessungen aufweisen, daß sie in geringem Abstand an der Getriebegehäuseinnenwand oder an einer daran ausgebildeten oder angebrachten Gehäuserippe (13) vorbeistreichen.
Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gehäuserippe (13) vom tiefsten Punkt des Nebensumpfes (15) bis über den Scheitelpunkt (16) des zweiten Kegelscheibensatzes (12) erstreckt.
Getriebe nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuserippe (13) L-förmig oder U-förmig ausgeformt ist.
Getriebe nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuserippe (13) an der Innenseite des Getriebegehäusedeckels (25) ausgebildet oder befestigt ist.
Getriebe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trennrippe (17) im Bereich der Förderelemente (12) des zweiten Kegelscheibensatzes (3) eine in Richtung auf die Getriebeabtriebswelle (9) geführte Ölfang- und Ölleitrippe (18) ausgebildet ist, mit der von den Förderelementen (12) über den Scheitelpunkt (16) des zweiten Kegelscheibensatzes (3) gefördertes Ö1 in den Hauptölsumpf (14) leitbar ist.
Getriebe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (1) zur Bildung eines Nebenölsumpfes (15) eine Senke (22) aufweist.
Getriebe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der feststehenden Kegelscheibe (6) anstelle der Zähne oder Bleche (12) ein Ringblech (26) mit Schaufelflächen (27) befestigt ist.