DE102005005154A1

DE102005005154A1 - Fahrzeug mit einem Getriebe

Info

Publication number: DE102005005154A1
Application number: DE200510005154
Authority: DE
Inventors: Thomas Heider
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-10

Abstract

Fahrzeug mit einem Getriebe mit Trockensumpfschmierung, mit einem Getriebegehäuse und darin angeordneten Getriebezahnrädern, wobei ein unterer Bereich des Getriebegehäuses teilweise mit einem Getriebeöl befüllt ist, einer Ölfördereinrichtung, die während des Betriebs des Fahrzeugs Getriebeöl aus dem unteren Bereich des Getriebegehäuses in ein Getriebeölreservoir und zu Schmiereinrichtungen des Getriebes fördert, über die Getriebekomponenten während des Betriebs des Fahrzeugs mit Schmieröl versorgt werden. Wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist, gelangt Getriebeöl über einen Fluidweg, der das Getriebeölreservoir mit dem unteren Bereich des Getriebegehäuses verbindet, aus dem Getriebeölreservoir zurück in den unteren Bereich des Getriebegehäuses. Somit ist sichergestellt, dass, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist, der Getriebeölpegel so weit ansteigt, dass zumindest einige der Getriebezahnräder in das Getriebeöl eingetaucht sind. Das Getriebegehäuse, das Getriebeölreservoir, die Ölfördereinrichtung und die in dem Getriebegehäuse befindliche Ölmenge sind so aufeinander abgestimmt, dass während des Betriebs des Fahrzeugs der Getriebeölspiegel in dem Getriebegehäuse stets auf einen Pegel absinkt, bei dem die Getriebezahnräder nicht in das Getriebeöl eingetaucht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Getriebe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Getriebe mit Trockensumpfschmierung zeichnen sich dadurch aus, dass die Getrieberäder nicht in das Getriebeöl, mit dem der Bodenbereich des Getriebegehäuses befüllt ist, eintauchen. Die Schmierung der Zahnräder, Lager etc. erfolgt über einen separaten Schmierölkreislauf. Üblicherweise ist in dem Getriebegehäuse eine Getriebeölpumpe vorgesehen, die Getriebeöl aus dem Ölsumpf ansaugt und zu Spritzdüsen bzw. Beölungsbohrungen fördert, über welche die Zahnräder, Lager etc. geölt werden. Bei Getrieben mit Trockensumpfschmierung sollten die Zahnräder möglichst überhaupt nicht in den Ölsumpf eintauchen, da es ansonsten zu einem Eintrag von Luft in das Öl und dadurch hervorgerufen zur Bildung von Ölschaum kommen könnte. Eine Ölschaumbildung ist unerwünscht, da dies zu Störungen der Getriebehydraulik bzw. der Getriebeschmierung führen kann. Außerdem würde sich durch die „Planschverluste" der Wirkungsgrad des Getriebes verschlechtern.
Bei Fahrzeugen, die ein Getriebe mit Trockensumpfschmierung aufweisen, besteht die Gefahr, dass es bei einem Ausfall bzw. einer Störung des Schmierölkreislaufs zu einer dauerhaften Schädigung des Getriebes bzw. zu einem Getriebeausfall kommt. Das Problem besteht insbesondere beim Abschleppen mit stehendem Motor bzw. wenn die Ölpumpe nicht läuft und eine Schmierung der Lager und Verzahnungen nicht gegeben ist. Fahrzeuge, die mit Getrieben mit Trockensumpfschmierung ausgestattet sind, dürfen daher in der Regel nur relativ kurze Entfernungen und nur mit relativ geringen Geschwindigkeiten abgeschleppt werden, da aufgrund des niedrigen Ölpegels insbesondere, bei einer Schrägstellung des Fahrzeugs, wie dies z.B. beim Abschleppen der Fall ist, die Gefahr besteht, dass das Getriebe nicht hinreichend geschmiert wird.

Aus der DE 101 34 054 A1 ist ein Getriebe mit Tauchschmierung bekannt. Wenn das Fahrzeug steht bzw. mit geringer Geschwindigkeit fährt, sind die Zahnräder des Getriebes in den Ölsumpf im unteren Bereich des Getriebegehäuses eingetaucht. Bei höheren Geschwindigkeiten wird mittels einer Ölpumpe Öl aus dem Ölsumpf in einen Ölspeicher gepumpt, der im oberen Bereich des Getriebegehäuses angeordnet ist. Von dort tropft dann das Öl auf die zu schmierenden Getriebekomponenten nach unten. Bei Getrieben mit Tauchschmierung tritt das oben geschilderte Problem nicht auf. Da die Getriebezahnräder im unteren Geschwindigkeitsbereich in den Getriebeölsumpf eingetaucht sind, ergeben sich im Vergleich zu Getrieben mit Trockensumpfschmierung Wirkungsgradnachteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe mit Trockensumpfschmierung zu schaffen, bei dem selbst in ungünstigen Situationen, insbesondere wenn das Fahrzeug nicht aktiv betrieben wird bzw. das wenn das Fahrzeug abgeschleppt wird, sichergestellt ist, dass das Getriebe hinreichend geschmiert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung geht ganz allgemein von einem Fahrzeug mit einem Getriebe aus, bei dem die Zahnräder nicht im Öl planschen. Dies ist z.B. bei Getrieben mit Trockensumpfschmierung oder bei Getrieben mit Einspritzschmierung der Fall. Wenngleich sich die folgende Beschreibung häufig auf Getriebe mit Trockensumpfschmierung bezieht, sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorliegende Anmeldung nicht auf derartige Getriebe eingeschränkt ist, sondern sämtliche Getriebetypen umfasst, bei denen die Zahnräder während des Betriebs des Fahrzeugs nicht im Öl planschen. Das Getriebe weist ein Getriebegehäuse und darin angeordnete Wellen, Lagerstellen, Getriebezahnräder etc. auf. Ein unterer Bereich des Getriebegehäuses ist mit einem Getriebeöl befüllt. Das in diesem Gehäusebereich befindliche Getriebeöl wird auch als „Ölsumpf" bezeichnet. Das Getriebe weist ferner eine „Ölfördereinrichtung" auf, die während des Betriebs des Fahrzeugs Getriebeöl aus dem Ölsumpf in ein „Getriebeölreservoir" und zu „Schmiereinrichtungen" des Getriebes fördert. Bei der „Ölfördereinrichtung" kann es sich beispielsweise um eine elektrische oder mechanische Pumpe handeln.

Das Getriebeölreservoir kann innerhalb oder außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet sein. Innerhalb des Getriebegehäuses kann es beispielsweise durch eine Schottwand, eine Gehäusetasche o. ä. gebildet sein. Das Getriebeölreservoir ist, im Bezug auf die Richtung der Schwerkraft, oberhalb des Ölsumpfpegels angeordnet.

Das Getriebeölreservoir und der untere Bereich des Getriebegehäuses, d. h. der Ölsumpf sind über einen, ganz allgemein gesprochen, „Fluidweg" miteinander verbunden. Der Fluidweg kann durch eine dünne Bohrung, die in der Wand des Getriebeölreservoirs vorgesehen ist, gebildet sein. Alternativ dazu kann in der Wand des Getriebeölreservoirs auch ein hydraulisch oder elektrisch ansteuerbares Ventil angeordnet sein, das während des Betriebs des Fahrzeugs geschlossen ist und das automatisch geöffnet wird, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist, so dass Getriebeöl aus dem Getriebeölreservoir zurück in den Ölsumpf fließen kann.

Das Getriebegehäuse, das Getriebeölreservoir und die Getriebeölmenge sind so aufeinander abgestimmt, dass, wenn dass Fahrzeug außer Betrieb ist, der Getriebeölpegel im Getriebegehäuse so weit ansteigt, dass zumindest einige der Getriebezahnräder in das Getriebeöl eingetaucht sind. Dadurch ist sichergestellt, dass, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist, aber z.B. abgeschleppt wird, die Zahnräder, Lagerstellen des Getriebes hinreichend geschmiert werden. Während des Betriebs des Fahrzeugs hingegen, d. h. wenn die Ölfördereinrichtung in Betrieb ist, fördert diese einen Teil des Getriebeöls aus dem Ölsumpf in das Getriebeölreservoir. Dadurch ist sichergestellt, dass während des Betriebs des Fahrzeugs der Getriebeölspiegel in dem Getriebegehäuse auf einem niedrigen Pegel gehalten wird, bei dem die Getriebezahnräder nicht in das Getriebeöl eintauchen. Planschverluste während des Betriebs werden also weitgehend vermieden.

Beim Starten des Fahrzeugs und während des Betriebs des Fahrzeugs wird das Getriebeölreservoir also mit Öl befüllt. Dies kann durch gezieltes Einspritzen von Öl über eine Düse geschehen. Das Getriebeölreservoir kann auch als Auffangbehälter ausgebildet sein, der während des Betriebs des Getriebes Spritzöl von Zahnrädern, Wellen, etc. auffängt. Bei Motorstillstand oder bei einem Ausfall der Ölfördereinrichtung läuft das in dem Getriebeölreservoir zwischengespeicherte Getriebeöl über eine Rücklaufbohrung, ein „Notventil" o. ä. zurück in den Ölsumpf. Dadurch ist sichergestellt, dass, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist bzw. wenn die Öl fördereinrichtung ausgefallen ist, das Ölniveau in dem Getriebegehäuse so weit ansteigt, dass die Getriebezahnräder im Ölsumpf planschen. Insbesondere ist sichergestellt, dass, wenn das Fahrzeug abgeschleppt wird, die Getriebezahnräder im Ölsumpf planschen. Man kann das Fahrzeug also länger und mit höheren Geschwindigkeiten abschleppen als Fahrzeuge mit herkömmlichen Getrieben mit Trockensumpfschmierung.

Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Getriebeölreservoir durch eine an der Innenseite des Getriebegehäuses vorgesehene Ölauffangtasche gebildet ist; und
2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Getriebeölreservoir durch einen außerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Behälter gebildet ist.
Die 1a und 1b zeigen ein Getriebe 1 mit Trockensumpfschmierung. Das Getriebe 1 weist ein Getriebegehäuse 2 sowie daran angeordnete Zahnräder 3, 4 auf. Ein unterer Bereich 5 des Getriebegehäuses 2 ist mit Getriebeöl befüllt. Das sich im „Bodenbereich" des Getriebegehäuses 2 ansammelnde Getriebeöl wird als „Ölsumpf" bezeichnet. Wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist, sammelt sich das gesamte Getriebeöl im Bodenbereich des Getriebegehäuses an. Wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist, stellt sich ein Getriebeölspiegel ein, der durch die obere strichpunktierte Linie 6 angedeutet ist. Wie aus 1a ersichtlich ist, tauchen die „unteren" Getriebezahnräder in den Ölsumpf ein, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist.
Wenn das Fahrzeug bzw. das Getriebe 1 in Betrieb ist, wird ein Teil des sich im Bodenbereich des Getriebegehäuses 2 ansammelnden Getriebeöls in ein Getriebeölreservoir 7 gefördert, das bei dem in 1b gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine an der Innenseite des Getriebegehäuses 2 vorgesehene „Gehäusetasche" gebildet ist. Das Getriebeöl kann durch die Zahnräder nach oben gefördert werden, wobei es von dem Getriebezahnrad 4 abspritzt und in die Gehäusetasche 7 tropft. Sofern das Fahrzeug mit einer Nasskupplung ausgestattet ist, kann das Öl auch mittels der Kupplungslamellen der Nasskupplung in die Gehäusetasche 7 gefördert werden. Alternativ dazu kann das Getriebeöl mittels einer Ölfördereinrichtung (nicht dargestellt), mit der die Zahnräder, Lagerstellen etc. des Getriebes 1 geschmiert werden, in das durch die Gehäusetasche gebildete Getriebeölreservoir 7 gefördert werden. Wenn der Motor des Fahrzeugs in Betrieb ist, wird also ein Teil des Getriebeöls aus dem Ölsumpf in das Getriebeölreservoir 7 gefördert. Der Ölpegel im Getriebe 1 sinkt also unmittelbar nach Inbetriebnahme des Fahrzeugs auf einen Betriebspegel 8 ab. Bei dem Pegel 8 sind die Zahnräder 3, 4 des Getriebes nicht mehr in den Ölsumpf eingetaucht. „Schmierstellen" des Getriebes 1 werden ausschließlich über eine hier nicht näher dargestellte Ölfördereinrichtung geschmiert. Die Ölfördereinrichtung kann beispielsweise durch eine elektrisch oder mechanisch angetriebene Ölpumpe, ein Leitungssystem, Spritzdüsen, Beölungsbohrungen etc. gebildet sein.
Wird der Motor bzw. das Fahrzeug abgestellt, so wird auch kein Getriebeöl mehr in das Getriebeölreservoir 7 gefördert. Über eine hier nicht näher dargestellte Rücklaufbohrung, Rücklaufleitung, ein sich beim Abstellen des Fahrzeugs öffnendes Rücklaufventil o. ä. kann das Getriebeöl aus dem Getriebeölreservoir 7 zurück in den Ölsumpf 5 laufen. Somit ist sichergestellt, dass, wenn der Motor bzw. das Fahrzeug abgestellt ist, sich wieder der Ölpegel 6 einstellt und die unteren Getriebezahnräder 3 in den Ölsumpf 5 eingetaucht sind. Dadurch wiederum ist sichergestellt, dass das Getriebe 1 selbst dann hinreichend geschmiert ist, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist und abgeschleppt wird. Selbst wenn das Fahrzeug während des Abschleppvorgangs mit der Vorderachse bzw. Hinterachse angehoben ist, ist im Ölsumpf 5 hinreichend viel Getriebeöl vorhanden, um das Getriebe 1 während des Abschleppvorgangs zu schmieren.
Die 2a und 2b zeigen eine Variante der Erfindung, bei der das Getriebeölreservoir 7 in Form eines Zwischenspeichers ausgebildet ist, der außerhalb des Getriebegehäuses 2 angeordnet ist.

Claims

Fahrzeug mit einem Getriebe (1), insbesondere einem Getriebe mit Trockensumpfschmierung, mit • einem Getriebegehäuse (2) und darin angeordneten Getriebezahnrädern (3, 4), wobei ein unterer Bereich (5) des Getriebegehäuses (2) teilweise mit einem Getriebeöl befüllt ist, • einer Ölfördereinrichtung, die während des Betriebs des Fahrzeugs Getriebeöl aus dem unteren Bereich (5) des Getriebegehäuses (2) in ein Getriebeölreservoir (7) und zu Schmiereinrichtungen des Getriebes (1) fördert, über die Getriebekomponenten (3, 4) während des Betriebs des Fahrzeugs mit Schmieröl versorgt werden, wobei, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist, Getriebeöl über einen Fluidweg, der das Getriebeölreservoir (7) mit dem unteren Bereich (5) des Getriebegehäuses (2) verbindet, aus dem Getriebeölreservoir (7) zurück in den unteren Bereich des Getriebegehäuses (2) gelangt, so dass, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist, der Getriebeölpegel (6) soweit ansteigt, dass zumindest einige der Getriebezahnräder (3) in das Getriebeöl eingetaucht sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (2), das Getriebeölreservoir (7), die Ölfördereinrichtung und die in dem Getriebegehäuse (2) befindliche Ölmenge so aufeinander abgestimmt sind, dass während des Betriebs des Fahrzeugs der Getriebeölspiegel in dem Getriebegehäuse (2) stets auf einen Pegel (8) absinkt, bei dem die Getriebezahnräder (3) nicht in das Getriebeöl eingetaucht.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (2) und die darin befindliche Getriebeölmenge so aufeinander abgestimmt sind, dass, wenn das Fahrzeug außer Betrieb ist und wenn sich das Fahrzeug in einer Abschleppstellung mit ange hobener Vorder- oder Hinterachse befindet, zumindest einige der Getriebezahnräder (3) in das Getriebeöl eingetaucht sind.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeölreservoir (7) innerhalb des Getriebegehäuses (2) angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeölreservoir (7) außerhalb des Getriebegehäuses (2) angeordnet und über eine Fluidleitung mit dem Getriebegehäuse (2) verbunden ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fluidweg der das Getriebeölreservoir (7) mit dem unteren Bereich (5) des Getriebegehäuses (2) verbindet, ein schaltbares Hydraulikventil angeordnet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölfördereinrichtung eine Ölpumpe aufweist.