CN107339410B - 车辆变速器中的排挤体 - Google Patents

Abstract

一种车辆变速器中的排挤体。车辆的具有变速器壳体(60)的变速器(6)，在变速器壳体中设置润滑剂存储器(64)和排挤体(56)，该排挤体适合于扩大变速器壳体(60)中由存有的润滑剂所占据的空间。排挤体(56)到润滑剂存储器(64)中的浸入取决于车辆的行驶状态，因此在第一行驶状态中排挤体(56)并不浸入到润滑剂中，并且由此使得润滑剂到达变速器壳体中的第一表面液位(62)。在不同于第一行驶状态的第二行驶状态中排挤体(56)浸入到润滑剂中，并且由此使得润滑剂至少在部分的变速器壳体中占据第二表面液位(66)，其中该第二表面液位(66)的值比第一表面液位(62)的值更大。

Description

车辆变速器中的排挤体

技术领域

本发明涉及具有排挤体的车辆变速器以及具有这种排挤体的车辆变速器中的润滑剂引导杯(Schmiermittelleitschale)。

背景技术

在车辆变速器的变速器壳体中，除了用于实施换挡过程所需的装置以及各个传动级的参与驱动侧和从动侧之间的转矩传递的齿轮组合以外，还储存有一定量的润滑剂，齿轮组合以及用于实施换挡过程的装置均用其进行冷却和润滑。在大多数情况下使用油或者配有添加剂的油作为润滑剂。

在变速器壳体中，在设有车辆变速器的车辆在水平车道上行驶期间，润滑剂基本上均衡，并且由润滑剂形成的表面占据均匀分布的液位。在该行驶状态中，为所有齿轮组合充分地供应润滑剂，并且通过将齿轮的至少是局部的区域浸入到润滑剂中而进行旋转齿轮在润滑剂中的搅动。由于这种搅动在车辆变速器中产生损耗，该损耗可以通过相应的措施减小或者消除。

在不同于平面行驶的行驶状态中，在车辆进行山地行驶期间发生润滑剂在变速器壳体中的某些区域中的聚集，而在变速器壳体的其它区域中不再供应润滑剂。例如润滑剂可以聚集于变速器的沿行驶方向的后部，在变速器的沿行驶方向的后部通常存在变速器的从动侧，而在驱动侧，在达到车辆行驶的某一倾斜角度后，至少一部分齿轮组合不再得到充分的润滑剂供应。未充分供应润滑剂的后果是相关构件过热，伴随着随后的持续受损以及尤其是齿部和轴承的过早失效。

在车辆变速器中润滑剂高度过低的情况下，如果润滑剂泵的吸入孔短时间地(例如在不利的行驶状态期间)从润滑剂凸出并吸入空气，则会产生其它问题。由此可能对泵系统产生损害。

除了山地行驶以外，车辆的剧烈加速或者减速呈现如下的行驶状态，即，该状态可以导致变速器壳体中的润滑剂量的偏移。在剧烈的车辆加速的情况下，车辆并且进而变速器沿行驶方向向上倾斜，而车辆在相反的末端上朝向车道倾斜。因此润滑剂在变速器壳体的与行驶方向相反的后部中积聚。因此变速器前部区域中的构件离开润滑剂并且在一些情况下无法得到充分供应。相反地，在剧烈减速，即，剧烈负加速的情况下，润滑剂在变速器壳体的沿行驶方向观察的位于前部的部分中聚集。

可以呈现润滑剂在变速器壳体中偏移的第三种行驶状态是曲线行驶。尤其是当以高速度驶过转弯半径并且该行驶方式可能长时间保持时，润滑剂向变速器壳体的面对外转弯边缘的壁移动。在这种情况下，润滑剂泵的吸入孔或者部分齿轮组也会离开润滑剂并且供应不足。

由EP 1 389 697 B1已知一种变速器壳体中的排挤体，排挤体浸入润滑剂中并且提高变速器壳体中的润滑剂的液位。

由DE 10 2015 215 788 A1已知一种润滑剂引导杯，其布置在变速器壳体中。在DE10 2015 215 788 A1中，介绍了一种通过气垫排挤油的结构。气垫被形成。气垫被保持。当齿轮箱注油时形成气垫，并在齿轮箱运行时自动保持。减少了诸如制造工作、组装工作、维护工作和/或成本之类的工作。密封措施可以省略。避免了泄漏问题。即使在单个腔室中气垫损失，气垫的总损失也是有限的。提高了操作安全性。更快地达到工作温度。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是在低损耗的情况下实现变速器的优化的润滑。该任务通过根据本发明的车辆的具有变速器壳体的变速器以及通过这种变速器中的润滑剂引导杯解决。

车辆的变速器具有变速器壳体，在变速器壳体中注入预定的润滑剂量，通过该预定的润滑剂量满足存在于变速器壳体中的构件的润滑和冷却要求。此外，在变速器壳体中设置排挤体，该排挤体适合于扩大变速器壳体中由存有的润滑剂所占据的空间。通过使排挤体在润滑剂中占据一定的空间，该空间不必由润滑剂本身占据，由此本来并不存在于该空间中的润滑剂有助于变速器壳体中的润滑剂液位的升高。通过润滑剂液位的升高，原本仅能够得到不足的供应的构件又与润滑剂接触，由此避免了例如齿部上的润滑剂不足或者过热导致的损害或者过早失效，或者不会发生润滑剂泵的无润滑运转。

根据本发明，根据车辆的行驶状态将排挤体浸入到润滑剂中。这意味着在第一行驶状态中排挤体并不浸入到润滑剂中，并且由此使得润滑剂的表面液位在变速器壳体中仅到达第一高度。例如当车辆在平面上行驶时就是这种情况。在该行驶状态中，车辆变速器呈基本上水平的形式，并且润滑剂的表面液位基本上水平平衡。所有相关的构件得到足够量的润滑剂并且润滑剂泵的吸入口完全处于润滑剂中。因此可以以低的润滑剂表面液位进行行驶，从而通过旋转构件在润滑剂中的低程度的浸入而产生低的由于尤其是齿部在润滑剂中的搅动而导致的损耗。

在离开该第一行驶状态的情况下并在渡到与第一行驶状态不同的第二行驶状态之后，排挤体才浸入到润滑剂中。通过该浸入，润滑剂的表面液位至少在部分的变速器壳体中占据第二高度，该第二高度与第一高度相比具有更大的值。因此变速器壳体中的润滑剂表面液位在第二行驶状态中至少在部分的变速器壳体中升高。这样的第二行驶状态可以是前面所描述的山地行驶状态或者剧烈加速或减速。山地行驶不仅可以涉及上山也可以涉及下山。在山地行驶的情况下，润滑剂的表面液位长期来看又基本上在整个变速器壳体中水平平衡。相反，在加速的情况下润滑剂的表面液位不是水平的，而是在变速器壳体中以倾斜的方式凸出，确切地说仅在变速器壳体的一部分中。在加速的情况下(例如车辆快速起动)，该区域为变速器壳体的沿行驶方向的后部区域，并且在剧烈制动的情况下，该区域为变速器壳体的沿行驶方向的前部区域。

然而这样的第二行驶状态也可以是曲线行驶，在该曲线行驶情况下，如上所述，车辆在转弯半径上移动。在这样的曲线行驶情况下将润滑剂挤到变速器壳体的朝向转弯半径外部的区域中。

因此，优选的是排挤体到润滑剂中的浸入取决于变速器的倾斜。在这种情况下，该倾斜基于变速器壳体的中轴线。在这种情况下，在一种优选的配置方案中，变速器壳体的中轴线横向于行驶方向。这相当于发生山地行驶或者剧烈加速或减速的行驶状态。

在另一种有利的配置方案中，变速器壳体的中轴线沿行驶方向延伸。这相当于发生曲线行驶的行驶状态。因此在变速器壳体的如下区域中布置排挤体，即，在该区域中在相应的行驶状态中存在润滑剂，从而可以提高表面液位。

本发明的一种配置方案提出将排挤体布置在紧固于变速器壳体中的润滑剂引导杯上。该润滑剂引导杯使得可以将由于旋转构件浸入到润滑剂中而导致的损耗保持得较低。这样的润滑剂引导杯可以作为例如由塑料制成的构件引入到变速器壳体中并紧固在那里。通过该紧固，润滑剂引导杯相应于变速器的倾斜地与变速器壳体共同移动。

在排挤体的多件式结构的情况下得到本发明的一种特别有利的配置方案。通过多件式的排挤体，可以得到改善的适配和造型，通过其可以实现在车辆的并因此也实现变速器的特定倾斜角度上的优化。

在这种多件式的排挤体的情况下，排挤体的第一部分可以有利地是变速器壳体的内表面的一部分并且排挤体的第二部分是可引入变速器壳体中的独立构件的一部分。这种独立构件又可以是润滑剂引导杯。在变速器壳体中，这两部分相配合以形成共同的排挤体。因此，可以适应具有相同变速器壳体的变速器的不同需求，为此将排挤体的一部分固定于变速器壳体地设置而第二部分通过要独立引入的构件可以变化。尤其有利的是另一种配置方案，其中排挤体的形状适配于不同的行驶状态。因此可以用排挤体的造型补偿变速器的不同倾斜，该排挤体的排挤体积在一定的范围内随着增大倾斜而变大。在增大倾斜的情况下，相应于倾斜地，更多的排挤体体积进入到润滑剂中并且排挤更多的润滑剂，从而可以相应地提高表面液位。

通过使排挤体在平面行驶过程中处于润滑剂液位上方，可以在大多数行驶状态中以低的润滑剂液位进行行驶，从而实现通过齿部和其它构件在润滑剂中的搅动而导致的低的损耗。尽管如此，还在艰难的行驶状态中保证对所有齿部和构件的润滑剂供应。如果与本发明相对地，通过更大的润滑剂量解决齿部从润滑剂露出的问题，那么不仅由于更大的润滑剂量产生费用，而且由于搅动产生更高的损耗，并且在变速器中产生更高的热量输入，这会导致较低的寿命。变速器的重量也将提高。由于润滑剂泵的不再浸入润滑剂中的吸入孔而导致的问题被避免。

所描述的排挤体实现了在变速器中的灵活置放，尤其是当排挤体设置为单独构件时。通过将排挤体整合到现有的构件中，可以降低变速器构件的数量和其复杂度。如果不整合到现有的构件中，则得到用于布置排挤体的更高的造型自由度。与布置于变速器壳体中的挡壁相比，所示的排挤体的使用在同时具有简单造型的情况下实现了润滑剂的节省和润滑剂表面液位的升高。

尤其有利的是将排挤体紧固到润滑剂引导杯上，由此可以省去排挤体在变速器壳体中的单独安装。这样的排挤体可以适配于各个构件的通过使用这样的润滑剂引导杯而得到的特别的润滑剂供应。有利的是，这样的排挤体可以匹配到润滑剂引导杯的其它结构中，并且借鉴DE 102015215788A1的公开内容至少在其部分表面中具有如下的结构，即，在该结构中设置向下敞开并且除此以外封闭的用于形成气垫的腔室。

附图说明

借助附图更详细地说明本发明。其中：

图1示出示意性的车辆示图；

图2示出具有排挤体的润滑剂引导杯；

图3示出处于平面中的具有排挤体的润滑剂引导杯；

图4示出山地行驶情况下的具有排挤体的润滑剂引导杯；

图5示出山地行驶情况下的没有排挤体的润滑剂引导杯；

图6示出山地行驶情况下的润滑剂液位的比较；

图7示出加速情况下的具有排挤体的润滑剂引导杯；

图8示出加速情况下的没有排挤体的润滑剂引导杯；

图9示出加速情况下的润滑剂液位的比较。

具体实施方式

图1示出汽车2的示意性车辆示图，汽车具有驱动马达4、变速器6以及布置在驱动马达4和变速器6之间的离合器8。变速器6通过驱动轴10和差速器12与两个后轮14连接。中轴线16和中轴线20延伸穿过变速器，中轴线16在汽车2的行驶方向18上伸展，中轴线20横向于行驶方向18地伸展。

图2示出润滑剂引导杯22，在其中示出了朝向容纳于润滑剂引导杯中的并且在此未示出的旋转构件的方向取向的表面区域24和朝向周围的并且在此同样未示出的变速器壳体的方向取向的表面区域26。朝向旋转构件的方向取向的表面区域24分成多个区段28、30、32、34、36、38、40。区段28至40中的凹腔具有不同的直径，并且设置用于容纳具有不同直径的旋转构件。例如，区段32设置用于容纳具有大直径的齿轮，而区段38设置用于容纳具有比区段32中的齿轮更小的直径的齿轮。区段40适合于容纳多个并排布置的具有相似直径的构件。这可以是例如具有高传动比的挡位的齿轮，例如1挡或者倒挡。

在用于容纳旋转构件的凹腔的侧面设置面42和44，其中面42在旋转构件的入口侧46上邻接于相应的凹腔，而面44在旋转构件的出口侧48上邻接于相应的凹腔。在出口侧48上，面44由限界设备50包围，该限界设备以壁的形式将配属于各个区段28至40的面44彼此界定。

与面42邻接地在表面4上设置沿着区段40延伸的自由面54。面54通过排挤体56限界，该排挤体在区段40的侧上的另外的走向中呈现表面24的轮廓。因此，自由面54形成第一杯区域57，该第一杯区域允许区段40与包围润滑剂杯22的区域之间的无阻碍的交换，并且排挤体56在区段40的入口侧46上形成第二杯区域58，该第二杯区域限制区段40与区段40在该侧上的周围环境之间的润滑剂交换。

在图3中示出了第一种行驶状态，第一种行驶状态代表车辆在平面上的行驶。在这里，边框示意性地表示包围润滑剂引导杯的变速器壳体60。在这种情况下，润滑剂引导杯22基本上水平取向。润滑剂存储器64的表面液位62至少在足够的稳定阶段后也基本上水平。自由面54的区域因此大致平行于第一表面液位62延伸，但是在第一表面液位62上方，使得来自润滑剂存储器的润滑剂不能通过面34进入润滑剂引导杯22内部的区段40中。排挤体56在该行驶状态中不进入到润滑剂存储器64中，并且因此也不导致第一表面液位62的升高。

如果现在车辆过渡到另一行驶状态并且在需要高功率的山地行驶情况下必须越过一个陡坡，那么润滑剂引导杯22的倾斜情况将如图4所示发生改变。为了上坡，在车辆变速器6中挂上例如具有高传动比的挡位。因此，设置于区段20中的高传动比构件需要更多的润滑剂。因此，利用目前浸入的排挤体56，润滑剂从某一时间后再次变得基本水平的新的更高的第二表面液位66经由自由面54流入到润滑剂引导杯22的轮廓中，并到达区段40中的待润滑区域。由此可以在需要对高传动比挡位的构件进行特别润滑的山地行驶状态中用简单的机构实现该润滑，而不需要额外的激活机构，例如阀、闸板或者滑块。在图4中，在面54和表面液位66之间构造假想的第一倾斜角度68，该倾斜角度偏离图3中第一表面液位62和面54之间的基本上平行的平行度。

图5中示出来自图4的没有排挤体的润滑剂引导杯。该行驶状态对应于图4的行驶状态，因此产生润滑剂存储器64的表面液位62和面54之间的相同倾斜角度68。因为没有排挤体进入润滑剂存储器64中，所以表面液位对应于图3中的表面液位62。

为了清楚说明，图6示出针对图4和图5所示的行驶状态的两个表面液位62和66的比较。可以清楚地看出用差值a表示的表面液位62、66的不同高度，该差值由于排挤体56进入到润滑剂存储器64中而产生。

图7中呈现了未示出的车辆的另一种行驶状态。润滑剂引导杯22再次占据基本上水平的位置，但是存在向图面左侧的轻微倾斜。由于车辆剧烈加速而产生该位置，并且因此车辆以及进而变速器6和润滑剂引导杯22会沿行驶方向18略微离开底部升起并且在车辆的相反末端上略微向着底部倾斜。润滑剂存储器64中的润滑剂作为存在于变速器6中的液体在该加速期间逆着行驶方向18向图面中的变速器壳体60的左边缘输送并聚集在那里，使得图7的图面中左部的第三表面液位70高于图面中的右部。因此在该行驶状态中润滑剂也可以流动经过区段40中的自由面54并充分润滑布置在那里的构件。在图7中同样在第三表面液位70和面54之间构造假想的倾斜角度68，该倾斜角度同样明显偏离0°。

图8中示出来自图7的没有排挤体的润滑剂引导杯。该行驶状态对应于图7的行驶状态，因此产生润滑剂存储器64的第四表面液位72和面54之间的相同倾斜角度68。

为了清楚说明，图9示出针对图7和图8所示的加速行驶状态的两个表面液位70和72的比较。可以清楚地看出用差值a表示的表面液位70、72的不同高度，该差值由于排挤体56进入润滑剂存储器64而产生。

附图标记列表

2 汽车

4 驱动马达

6 变速器

8 离合器

10 驱动轴

12 差速器

14 后轮

16 中轴线

18 行驶方向

20 中轴线

22 润滑剂引导杯

24 表面区域

26 表面区域

28 区段

30 区段

32 区段

34 区段

36 区段

38 区段

40 区段

42 面

44 面

46 入口侧

48 出口侧

50 限界设备

54 面

56 排挤体

57 杯区域

58 杯区域

60 变速器壳体

62 表面液位

64 润滑剂存储器

66 表面液位

68 倾斜角度

70 表面液位

72 表面液位

Claims (10)

1.车辆的具有变速器壳体(60)的变速器(6)，在所述变速器壳体中设置润滑剂存储器(64)和排挤体(56)，所述排挤体适合于扩大变速器壳体(60)中由存有的润滑剂所占据的空间，其特征在于，排挤体(56)到润滑剂存储器(64)中的浸入取决于车辆的行驶状态，从而在第一行驶状态中排挤体(56)并不浸入到润滑剂中，并且由此使得润滑剂到达变速器壳体中的第一表面液位(62)，并且在不同于第一行驶状态的第二行驶状态中排挤体(56)浸入到润滑剂中，并且由此使得润滑剂至少在部分的变速器壳体中占据第二表面液位(66)，所述第二表面液位与第一表面液位(62)相比具有更大的值。

2.根据权利要求1所述的车辆的具有变速器壳体(60)的变速器(6)，其特征在于，排挤体(56)到润滑剂存储器(64)中的浸入取决于变速器(6)相对于变速器壳体(60)的中轴线(16、20)的倾斜。

3.根据权利要求2所述的车辆的具有变速器壳体(60)的变速器(6)，其特征在于，变速器壳体(60)的中轴线(16)沿行驶方向(18)延伸。

4.根据权利要求2所述的车辆的具有变速器壳体(60)的变速器(6)，其特征在于，变速器壳体(60)的中轴线(16)横向于行驶方向(18)地延伸。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆的具有变速器壳体(60)的变速器(6)，其特征在于，排挤体(56)布置在紧固于变速器壳体(60)中的润滑剂引导杯(22)上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆的具有变速器壳体(60)的变速器(6)，其特征在于，排挤体(56)多件式地构造。

7.根据权利要求6所述的车辆的具有变速器壳体(60)的变速器(6)，其特征在于，排挤体(56)的第一部分是变速器壳体(60)的内表面的一部分并且排挤体(56)的第二部分是能引入到变速器壳体(60)中的独立构件的一部分，并且在变速器壳体(60)中这两部分相配合以形成共同的排挤体(56)。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆的具有变速器壳体(60)的变速器(6)，其特征在于，排挤体(56)的形状适配于不同的行驶状态。

9.变速器(6)中的润滑剂引导杯(22)，其特征在于，在润滑剂引导杯(22)上布置排挤体(56)，所述排挤体根据车辆的行驶状态浸入到润滑剂存储器(64)中，从而在第一行驶状态中排挤体(56)并不浸入到润滑剂中，并且由此使得润滑剂到达变速器壳体中的第一表面液位(62)，并且在不同于第一行驶状态的第二行驶状态中浸入到润滑剂中，并且由此使得润滑剂至少在部分的变速器壳体中占据第二表面液位(66)，所述第二表面液位与第一表面液位(62)相比具有更大的值。

10.根据权利要求9所述的润滑剂引导杯(22)，其特征在于，排挤体至少在其部分表面中具有如下的结构，即，在所述结构中设置向下敞开并且除此以外封闭的用于形成气垫的腔室。

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