DE602006000814T2 - Fahrzeuggetriebe - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe und ein Kraftfahrzeug, das ein solches Schaltgetriebe aufweist.
• Die Erfindung betrifft insbesondere ein Fahrzeug-Schaltgetriebe, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das ein Gehäuse, das mindestens zwei Paare von paarweise zusammenwirkenden Zahnrädern enthält, wobei jedes mit einer Nebenwelle in Engriff kommen kann, und Mittel zur Verteilung von Schmieröl auf jedem Paar von Zahnrädern aufweist.
• Es sind verschiedene Typen von Schmiergeräten der verschiedenen Verzahnungselemente eines Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes bekannt.
• Bei den Schmiergeräten durch Tauchschmierung enthält das Gehäuse des Schaltgetriebes eine große Menge von Schmieröl, so dass die Getriebezahnräder in Öl getaucht sind, d. h. dass diese ständig von Schmieröl umgeben sind.
• Es sind ebenfalls Druckschmiergeräte bekannt, die eine spezifische Pumpe aufweisen, die das Schmieröl am Boden des Gehäuses ansaugen kann, um es nach oben in ein Reservoir zu befördern, das im oberen Bereich des Gehäuses befestigt ist. Das so in das Reservoir nach oben beförderte Öl wird anschließend auf die Einheit der eingreifenden und nicht eingreifenden Getriebezahnräder mit Hilfe von Leitungen oder Verteilern verteilt.
• Diese Pumpen sind aber platzraubend und teuer.
• Es sind ebenfalls Geräte zum Schmieren durch Schwerkraft bekannt, bei denen ein Tellerrad, das als Pumpe verwendet wird, geeignet ist, um das Öl vom Boden des Gehäuses nach oben in ein Reservoir zu befördern, das geeignet ist, um das Öl auf die Gesamtheit der eingreifenden und nicht eingreifenden Getriebezahnräder zu verteilen.
• Diese Geräte werden verwendet, um das Tauchschmieren der Zahnräder im Öl am Boden des Gehäuses zu verringern und um es zu ermöglichen, die durch den Widerstand verursachten Verluste zu verringern.
• Der Schmierungszustand der Zahnradgetriebe hängt aber von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab. Bei geringer Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird nämlich das Tellerrad langsam angetrieben, so dass die Getriebezahnräder des Schaltgetriebes wenig geschmiert werden. Folglich nutzen die Getriebezahnräder sich schnell ab.
• Bei hoher Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird dagegen das Tellerrad schnell angetrieben, so dass die Getriebezahnräder stark geschmiert werden. Folglich wird eine große Menge Schmieröl in Bewegung versetzt und erhöht die Verluste aufgrund des Widerstands.
• Die Erfindung hat zum Ziel, die Schmierung der Getriebezahnräder zu regulieren, um die Schmierung sowohl bei geringer Geschwindigkeit als auch bei hoher Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf das strikt Notwendige zu begrenzen.
• Die Druckschrift DE 19912328 beschreibt ein Ölverteilungssystem mit einer Muffe, die die Durchgangsöffnungen verschließt oder freigibt, um das Öl in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Schaltgetriebes nur auf bestimmte Paare von Zahnrädern zu verteilen. Die Muffe ist gleitend und mit zwei Durchflussöffnungen versehen.
• Die oben erwähnte Druckschrift DE 19912328 beschreibt ein Schaltgetriebe, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.
• Die Erfindung hat ein Schaltgetriebe des oben erwähnten Typs gemäß Anspruch 1 zum Gegenstand.
• Die Erfindung hat ebenfalls ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, das ein Schaltgetriebe nach einem der oben erwähnten Merkmale aufweist.
• Die Erfindung wird besser verstanden anhand der nachfolgenden Beschreibung, die nur als Beispiel dient und sich auf die Zeichnungen bezieht. Es zeigen:
• 1 einen Querschnitt durch ein Schaltgetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
• 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in 1 durch ein in 1 dargestelltes Schaltgetriebe; und
• 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III der 1 durch ein in 1 dargestellten Schaltgetriebe.
• Ein Schaltgetriebe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in 1 dargestellt.
• Dieses Schaltgetriebe weist ein Gehäuse 2 und Hauptgetriebezahnräder 5, 6 auf, die je mit einem Nebengetriebezahnrad 10, 12 in Eingriff kommen können, um paarweise zusammenwirkende Paare von Zahnrädern zu bilden.
• Die Hauptgetriebezahnräder 5, 6 sind an einer nicht dargestellten Hauptwelle befestigt, die in einem oberen Bereich des Gehäuses angeordnet ist.
• Die Nebengetriebezahnräder 10, 12 sind frei laufend nebeneinander um eine Nebenwelle 14 montiert, die gegenüber und unter der Hauptwelle angeordnet ist. Die Nebenwelle 14 kann die Antriebswelle der Räder des Fahrzeugs antreiben.
• Das Gehäuse 2 weist außerdem eine Gangschaltgabel 16 auf, die auf eine Führungswelle 18 montiert ist, die an den Wänden des Gehäuses 2 über und parallel zur Nebenwelle befestigt ist.
• Die Gabel 16 ist geeignet, um gemäß der Führungswelle 18 zwischen zwei benachbarten Nebengetriebezahnrädern 10, 12 in Translation verschoben zu werden. Die Gabel wird von nicht dargestellten Antriebseinrichtungen angetrieben, um das eine oder das andere dieser Zahnräder 10, 12 fest mit der Nebenwelle 14 zu verbinden, in Abhängigkeit von dem vom Fahrer des Fahrzeugs gewählten Gang.
• Die Gangschaltgabel 16 weist eine Muffe 17 auf, die translationsbeweglich um die Führungswelle 18 montiert ist.
• Die Muffe 17 ist mit zwei Armen 19A, 19B, die sich radial erstrecken und geeignet sind, um den Eingriff eines Nebengetriebezahnrads 10 oder 12 mit der Nebenwelle zu steuern, und mit einem Antriebsfinger 21 versehen, der sich radial in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der zwei Arme 19A, 19B erstreckt. Gemäß einer anderen Architektur kann der Finger 21 auf einem der Arme 19A oder 19B getragen werden.
• Das Gehäuse 2 weist außerdem Mittel zur Verteilung von Schmieröl auf, die geeignet sind, um Schmieröl auf das mit der Nebenwelle in Eingriff stehende Paar von Zahnrädern 6, 12 oder 5, 10 zu verteilen.
• Diese Verteilungsmittel weisen ein Schmierölreservoir 20, das an einer Wand des Gehäuses in einem oberen Bereich dieses Gehäuses befestigt ist, und ein Verteilergehäuse 22 auf, das an das Reservoir 20 angelenkt ist.
• Das Reservoir 20 ist geeignet, um Schmieröl aufzunehmen, das am Boden des Gehäuses 2 aufgenommen und mit Hilfe eines nicht dargestellten Tellerrads oder einer Pumpe nach oben in das Reservoir 20 befördert wird. Es ist mit einer Durchgangsöffnung 24 für das Öl vom Reservoir 20 zum Verteilergehäuse 22 versehen.
• Das Verteilergehäuse 22 ist zum Beispiel aus einem Stück aus Kunststoff geformt.
• Es hat die Form einer Schale und weist eine kranzförmige Bodenwand 30 auf. Die Außen- und Innenränder der Bodenwand 30 sind mit einer Außenrandleiste 34 bzw. einer Innenrandleiste 36 versehen, um einerseits einen zentralen Durchgang 37, der das Gehäuse durchquert, und andererseits eine ringförmige Versorgungskammer 38 zu formen, die auf einer ihrer Seiten offen ist.
• Das Gehäuse 22 ist an das Reservoir 20 um eine Drehachse A-A derart angelenkt, dass die offene Seite der Versorgungskammer 38 in Strömungsverbindung mit der Durchgangsöffnung 24 steht, um das Fließen des Öls vom Reservoir 20 zur Versorgungskammer 38 zu erlauben.
• Zu diesem Zweck durchqueren Befestigungsmittel 39 vom Typ durch Einspann- oder Bolzenverbindung den Durchgang 37 und sind einerseits an der Bodenwand des Reservoirs 20 und andererseits an der Bodenwand 30 des Gehäuses befestigt.
• Die Außenseite der Bodenwand 30 ist mit einer Ausgießnase 40 versehen, die vorsteht und zum Paar von Getriebezahnrädern 5, 10 oder 6, 12 gerichtet ist.
• Die Ausgießnase 40 ist in Strömungsverbindung mit der Versorgungskammer 38 und bildet eine Durchflussöffnung für das Schmieröl, das sich in der Kammer 38 befindet, zu den Getriebezahnrädern.
• Die Bodenwand 30 ist mit einer Gleitschiene 42 versehen, die von zwei Auflagewänden 44, 46 gebildet wird, die sich parallel zum zentralen Durchgang 37 erstrecken.
• Die Gleitschiene 42 ist geeignet, um den Antriebsfinger 21 der Gangschaltgabel aufzunehmen. Wenn die Gabel 16 entlang der Führungswelle 18 verschoben wird, kann der fest mit ihr verbundene Antriebsfinger 21 das Gehäuse 22 um die Achse A-A zwischen einer Verschlussstellung des Gehäuses und zwei Öffnungsstellungen dieses Gehäuses in Drehung antreiben.
• Ein Wulst 48 ist auf der Bodenwand 30 ausgebildet. Er ist gegen die Innenseite der Außenrandleiste 34 gegenüber der Ausgießnase 40 angeordnet und erstreckt sich über einen definierten Winkelsektor. Gemäß einer anderen Architektur könnte der Wulst 48 an einer anderen Stelle der Außenrandleiste 34 angeordnet sein.
• Dieser Wulst 48 kann senkrecht vor die Durchgangsöffnung 24 kommen und diese verschließen, wenn das Gehäuse 22 in einer vordefinierten Winkelstellung, Verschlussstellung genannt, ist.
• Im Betrieb, wenn das Gehäuse 22 in einer Stellung ist, in der eine durch die Ausgießnase 40 und durch den Wulst 48 gehende Gerade lotrecht zur Führungswelle 18 ist, befindet sich die Oberseite des Wulsts 48 gegenüber der Durchgangsöffnung 24 und verschließt die Durchgangsöffnung 40, so dass das Schmieröl nicht vom Reservoir 20 in die Versorgungskammer 38 gehen kann. In dieser Verschlussstellung des Verteilergehäuses fließt das Schmieröl nicht vom Reservoir 20 zur Versorgungskammer 38.
• Wie in 2 veranschaulicht, wenn die Gabel 16 in einer Richtung x translationsverschoben wird, um das Paar von Zahnrädern 5 und 10, das sich rechts von der Gabel befindet, mit der Nebenwelle in Eingriff zu bringen, lässt der Antriebsfinger 21 das Gehäuse 22 um die Achse A-A' im Gegenuhrzeigersinn schwenken. Die offene Seite der Versorgungskammer 38 befindet sich gegenüber der Durchgangsöffnung 24 des Reservoirs, so dass das Schmieröl in die Kammer fließt.
• Parallel ist die Ausgießnase 40 nach rechts in eine Stellung ausgerichtet, in der nur das Paar von Zahnrädern 5 und 10, die sich rechts von der Gabel 16 befinden und mit der Antriebswelle in Eingriff stehen, geschmiert werden.
• Wenn die Gabel 16 in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung x in Translation angetrieben wird, um das Paar von Zahnrädern 6 und 12, das sich links von der Gabel 16 befindet, mit der Nebenwelle in Eingriff zu bringen, lässt der Antriebsfinger 21 das Gehäuse 22 um die Achse A-A' im Uhrzeigersinn schwenken. Die Durchgangsöffnung 24 des Reservoirs befindet sich gegenüber der offenen Seite der Versorgungskammer 38, so dass das Schmieröl in diese fließt.
• Parallel ist die Ausgießnase 40 nach links in eine Stellung gerichtet, in der nur das Paar von Zahnrädern 6 und 12, die sich links von der Gabel 16 befinden und mit der Nebenwelle 14 in Eingriff sind, geschmiert werden.
• Vorteilhafterweise ermöglichen es die erfindungsgemäßen Schmieröl-Ausgabemittel, das Schmieren auf das strikt Notwendige bei geringer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu begrenzen, wenn der Pegel des in das Reservoir mit Hilfe des Tellerrads nach oben beförderten Öls reduziert ist.
• Vorteilhafterweise erlauben es die Ausgabemittel ebenfalls, die Ölrückkehr an den Boden des Gehäuses des Schaltgetriebes in den anderen Fahrsituationen des Kraftfahrzeugs zu begrenzen, so dass es die dadurch verursachten Verluste zu reduzieren ermöglicht.
• Vorteilhafterweise erlauben es die Ölausgabemittel, das für die Schmierung notwendige globale Ölvolumen und somit die Abmessung der Pumpe zu verringern, wenn diese Ausgabemittel in einem unter Druck stehenden Schmiergerät verwendet werden.

Claims (7)

1. Schaltgetriebe eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das ein Gehäuse (2), das mindestens zwei Paare von Zahnrädern (5, 10 oder 6, 12) enthält, die paarweise zusammenwirken, wobei jedes geeignet ist, um mit einer Nebenwelle (14) in Eingriff zu kommen, und Mittel zur Verteilung (20, 21, 22, 44, 46) von Schmieröl auf jedem Paar von Zahnrädern (5, 10 oder 6, 12) aufweist, wobei die Verteilungsmittel (20, 21, 22, 44, 46) geeignet sind, um Schmieröl in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Schaltgetriebes nur auf bestimmte Paare von Zahnrädern (5, 10 oder 6, 12) zu verteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilungsmittel (20, 21, 22, 44, 46) aufweisen: – ein Reservoir (20), das mit mindestens einer Durchgangsöffnung (24) für das Schmieröl versehen ist; – ein Verteilergehäuse (22), das bezüglich des Reservoirs (20) verschiebebeweglich montiert ist und eine einzige Durchflussöffnung (40), die geeignet ist, um mit der Durchgangsöffnung (24) in Strömungsverbindung zu stehen, wenn das Verteilergehäuse (22) in mindestens einer Öffnungsstellung positioniert ist; und eine Verschlusswand (48) aufweist, die geeignet ist, um die Durchgangsöffnung (24) zu verschließen, wenn das Verteilergehäuse (22) in mindestens einer Verschlusstellung positioniert ist.
2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilungsmittel (20, 21, 22, 44, 46) geeignet sind, um Schmieröl nur auf dem Paar von Zahnrädern (5, 10 oder 6, 12) zu verteilen, das mit der Nebenwelle (14) in Eingriff ist.
3. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Schaltgabel (16) zum Einlegen der Gänge aufweist, die translationsbeweglich bezüglich des Gehäuses (2) montiert ist, um den Eingriff mindestens eines Paars von Zahnrädern (5, 10 oder 6, 12) mit der Nebenwelle (14) zu steuern; wobei die Verteilungsmittel (20, 21, 22, 44, 46) Mittel (21) zum Zusammenwirken mit der Schaltgabel (16) aufweisen, um das Schmieröl in Abhängigkeit von der Stellung der Schaltgabel (16) nur auf bestimmte Paare von Zahnrädern (5, 10 oder 6, 12) zu verteilen.
4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergehäuse (22) mindestens eine Auflagewand (44, 46) aufweist, und dass die Schaltgabel (16) mindestens einen Antriebsfinger (21) aufweist, der geeignet ist, um gegen die oder jede Auflagewand (44, 46) in Auflage zu kommen, um das Verteilergehäuse (22) zwischen der oder jeder Öffnungsstellung und der oder jeder Verschlussstellung zu verschieben.
5. Schaltgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergehäuse (22) in der Lage ist, um eine Drehachse (A-A') zu schwenken, wobei die Verschlusswand (48) sich entlang eines Winkelsektors erstreckt, der um die Drehachse (A-A') herum definiert ist.
6. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergehäuse (22) zwischen einer ersten Öffnungsstellung, in der die Durchflussöffnung (40) so positioniert ist, dass nur ein Paar von Zahnrädern (5, 10 oder 6, 12) geschmiert wird, und einer zweiten Öffnungsstellung verschiebbar ist, in der die Durchflussöffnung (40) so positioniert ist, dass nur ein anderes Paar von Zahnrädern (5, 10 oder 6, 12) geschmiert wird.
7. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergehäuse (22) die Form einer Schale hat und eine Versorgungskammer (38) aufweist, die an einer ihrer Seiten offen ist, wobei das Verteilergehäuse (22) am Reservoir (20) um eine Drehachse (A-A') derart angelenkt ist, dass die offene Seite der Versorgungskammer (38) in Strömungsverbindung mit der Durchgangsöffnung (24) steht.