DE102009004309A1

DE102009004309A1 - Getriebe mit bedarfsgerechter Ölversorgung

Info

Publication number: DE102009004309A1
Application number: DE200910004309
Authority: DE
Inventors: Uwe Eisenbeis; Fritz Duermaier; Philipp Buecherl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-01-10
Filing date: 2009-01-10
Publication date: 2010-07-15

Abstract

Getriebe mit mindestens einem schaltbaren Zahnrad bzw. mindestens einem schaltbaren Zahnrad bzw. mindestens einer schaltbaren Zahnradstufe und einer dem Zahnrad bzw. der Zahnradstufe zugeordneten Ölversorgungseinrichtung, die dazu vorgesehen ist, die das mindestens eine schaltbare Zahnrad bzw. die mindestens eine schaltbare Zahnradstufe mit Schmieröl zu versorgen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölversorgungseinrichtung schaltbar ist, derart, dass sie das mindestens eine schaltbare Zahnrad bzw. die mindestens eine schaltbare Zahnradstufe nur dann mit Schmieröl versorgt, wenn das Zahnrad bzw. die Zahnradstufe unter Last steht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei herkömmlichen Zahnradgetrieben erfolgt die Schmierung der einzelnen Zahnräder bzw. Zahnradstufen entweder durch „Schleuderöl”, das über die sich drehenden Zahnräder aus dem Ölsumpf „gefördert” wird und/oder über eine separate „Galerie”, d. h. Schmierölkanäle mit mehreren Ölauslässen. Üblicherweise werden stets alle Zahnräder permanent mit Schmieröl versorgt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe zu schaffen, bei dem die Fluidleistung, welche für die Schmierung einzelner Getriebekomponenten erforderlich ist, möglichst gering ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Der Erfindung liegt ganz allgemein die Idee zugrunde, möglichst nur diejenigen Getriebekomponenten aktiv zu beölen bzw. zu schmieren, bei denen eine aktive Schmierung momentan tatsächlich erforderlich ist. Dies ist bei denjenigen Zahnrädern bzw. Zahnradstufen der Fall, die gerade „unter Last” stehen, d. h. die tatsächlich ein signifikantes Drehmoment übertragen. Diejenigen Zahnräder, die lediglich „leer” mitlaufen brauchen also nicht unbedingt aktiv beölt werden.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Getriebe mit mindestens einer schaltbaren Zahnradstufe und einer der Zahnradstufe zugeordneten „Ölver sorgungseinrichtung”, die dazu vorgesehen ist, die Zahnradstufe mit Schmieröl zu versorgen. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Ölversorgungseinrichtung schaltbar ist, d. h. dass sie die Zahnradstufe nur dann mit Schmieröl versorgt, wenn die Zahnradstufe unter Last steht. Der Begriff „Zahnradstufe” ist ganz allgemein zu verstehen als ein Zahnrad, das mit mindestens einem anderen Zahnrad kämmt. Bei der Zahnradstufe kann es sich beispielsweise um zwei permanent in Eingriff befindliche Zahnräder handeln, die auf Achsen bzw. Wellen angeordnet sind, deren relative Lage bezüglich eines Getriebegehäuses fest ist. Prinzipiell ist die Erfindung aber auch bei Umlauf- bzw. Planetengetrieben anwendbar.
Durch die gemäß der Erfindung vorgesehene „bedarfsgerechte” Schmierölversorgung kann die für die Aufrechtherhaltung des Schmierölkreislaufs erforderliche Pumpleistung minimiert werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Getrieben können somit kleiner dimensionierte Ölpumpen verwendet werden, was sich bei Fahrzeuggetrieben insgesamt positiv auf die Energiebilanz des Fahrzeugs auswirkt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Ölversorgungseinrichtung mechanisch schaltbar. Die Ölversorgungseinrichtung kann mechanisch mit der „Zahnradstufe” gekoppelt sein, derart, dass der Schaltzustand der Ölversorgungseinrichtung durch den Schaltzustand der Zahnradstufe bestimmt ist. Wenn über das Zahnrad bzw. die Zahnradstufe Antriebsleistung und nicht nur eine Leerlaufleistung übertragen wird, so ist vorgesehen, dass das Zahnrad bzw. die Zahnradstufe von der Ölversorgungseinrichtung mit Schmieröl versorgt wird. Ist das Zahnrad bzw. die Zahnradstufe inaktiv bzw. läuft das Zahnrad bzw. die Zahnradstufe nur im Leerlauf mit, so ist vorgesehen, dass keine aktive Schmierölversorgung des Zahnrads bzw. der Zahnradstufe stattfindet, was nicht ausschließt, dass das Zahnrad bzw. die Zahnradstufe in gewissem Umfang mit „Schleuderöl” versorgt wird.
Die Ölversorgungseinrichtung muss nicht notwendigerweise mechanisch mit dem zugeordneten Zahnrad bzw. der zugeordneten Zahnradstufe verbunden sein. Denkbar ist auch eine elektrische bzw. elektronische Ansteuerung der zugeordneten Ölversorgungseinrichtung. Ist beispielsweise ein bestimmter Gang eingelegt, in dem über das Zahnrad bzw. die Zahnradstufe Leistung übertragen wird, so wird die zugeordnete Ölversorgungseinrichtung aktiviert, d. h. sie versorgt dann das zugeordnete Zahnrad bzw. die zugeordnete Zahnradstufe mit Schmieröl. Die Ansteuerung kann z. B. von einer Elektronik und über ein dem Zahnrad bzw. der Zahnradstufe zugeordnetes Magnetventil erfolgen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Zahnradstufe ein drehbar auf einer ersten Welle angeordnetes erstes Zahnrad auf, das über eine schaltbare Kopplungseinrichtung, wie z. B. eine Schiebemuffe mit der ersten Welle drehkoppelbar ist. Im Leerlaufzustand läuft das erste Zahnrad „leer” auf der ersten Welle mit.
Zusammenfassend verringert sich mit der Erfindung der „Schmierölverbrauch” eines Getriebes, da lediglich das bzw. die unter Last stehenden Zahnräder beölt werden. Dementsprechend verringern sich Planschverluste des Getriebes und der Wirkungsgrad verbessert sich.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung prinzipiell bei allen Arten von Getrieben, insbesondere bei allen Arten von Zahnradgetrieben einsetzbar ist.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt das Grundprinzip der Erfindung in schematischer Darstellung.
1 zeigt einen Teilausschnitt eines Getriebes 1 mit einer Welle 2 und zwei drehbar darauf angeordneten Zahnrädern 3, 4, die mit hier nicht näher dargestellten Zahnrädern permanent in Eingriff stehen. Das Zahnrad 3 und das Zahnrad 4 bilden mit jeweils einem mit ihnen kämmenden Zahnrad (nicht dargestellt) eine „Zahnradstufe”. Das Zahnrad 3 ist unmittelbar über ein Nadellager 5 auf der Welle 2 gelagert. Das Zahnrad 4 ist über ein Nadellager 6 auf einer auf die Welle 2 aufgesetzten Buchse 7 gelagert. Die beiden Nadellager 5, 6 werden über radial verlaufende Schmierölkanäle 8, 9 bzw. 10, 11, die in der Welle 2 vorgesehen sind, mit Schmieröl versorgt.
Im Bereich zwischen den beiden Zahnrädern 3, 4 ist eine in einer Axialrichtung 12 verschiebbare Schiebemuffe 13 angeordnet. Die Schiebemuffe 13 ist über ein hülsenartiges Zwischenelement 14 drehfest mit der Welle 2 gekoppelt. In der in 1 gezeigten Stellung befindet sich die Schiebemuffe 13 in ihrer Neutralstellung. In der Neutralstellung ist die Schiebemuffe 13 weder mit dem Zahnrad 3 noch mit dem Zahnrad 4 drehgekoppelt. In der Neutralstellung können sich somit die beiden Zahnräder 3, 4 relativ zu der Welle 2 drehen. Die Schiebemuffe 13 weist eine Klaue 15 und eine Ausnehmung 16 auf. Durch „nach links Verschieben” der Schiebemuffe 13 greift die Klaue 15 in eine in dem Zahnrad 3 vorgesehene zugeordneten Ausnehmung ein. Durch nach links Verschieben der Schiebemuffe 13 kann somit das Zahnrad 3 mit der Welle 2 drehgekoppelt werden.
Das Zahnrad 4 weist eine Klaue 17 auf. Durch „nach rechts Verschieben” der Schiebemuffe 13 wird die Ausnehmung 16 in ein Eingriff mit der Klaue 17 gebracht, wodurch das Zahnrad 4 mit der Welle 2 drehgekoppelt werden kann.
Zum Verschieben der Schiebemuffe 13, d. h. zum Schalten der beiden Zahnräder 3, 4 bzw. der zugeordneten Zahnradstufen ist eine Schaltgabel 18 vorgesehen, die verschiebbar auf einer Schaltgabelachse 19 angeordnet ist. Die Schaltgabelachse 19 ist hohl und weist zwei radiale Durchgangsöffnung 20, 21 auf. In einem hülsenartigen Abschnitt 22 der Schaltgabel 18 sind zwei Durchgangsbohrungen 23, 24 vorgesehen.
In der in 1 gezeigten Neutralstellung der Schiebemuffe 13 sind die beiden Durchgangsbohrungen 20, 21, die in der Schaltgabelachse 19 vorgesehen sind, durch den hülsenartigen Abschnitt 2 der Schaltgabel 18 verschlossen.
Durch Verschieben der Schiebemuffe 13 nach links wird das Zahnrad 3 mit der Welle 2 drehgekoppelt und kann somit Drehmoment übertragen. Wenn das Zahnrad 3 „zugeschaltet” ist, ist die Durchgangsbohrung 23 an der Durchgangsbohrung 20 ausgerichtet. Unter Druck stehendes Schmieröl aus dem Inneren 25 der hohlen Schaltgabelachse 19 kann somit über die Bohrungen 20, 23 zu dem Zahnrad 3 bzw. zu der zugeordneten Zahnradstufe gelangen. Das in diesem Zustand weiterhin passive Zahnrad 4 bzw. die zugeordneten Zahnradstufe hingegen wird dann nicht mit Schmieröl versorgt.
Verschiebt man die Schiebemuffe 13 aus der in 1 gezeigten Neutralstellung nach rechts, kann das Zahnrad 4 bzw. die zugeordnete Zahnradstufe zugeschaltet werden. In diesem Zustand wird das Zahnrad 4 bzw. die zugeordnete Zahnradstufe über die Bohrungen 21, 24, die dann miteinander fluchten, mit Schmieröl versorgt.

Claims

Getriebe (1) mit mindestens einem schaltbaren Zahnrad (3, 4) bzw. mindestens einer schaltbaren Zahnradstufe und einer dem Zahnrad (3, 4) bzw. der Zahnradstufe zugeordneten Ölversorgungseinrichtung (19–24), die dazu vorgesehen ist, die das mindestens eine schaltbare Zahnrad bzw. die mindestens eine schaltbare Zahnradstufe mit Schmieröl zu versorgen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölversorgungseinrichtung (19–24) schaltbar ist, derart, dass sie das mindestens eine schaltbare Zahnrad bzw. die mindestens eine schaltbare Zahnradstufe nur dann mit Schmieröl versorgt, wenn das Zahnrad bzw. die Zahnradstufe unter Last steht.
Getriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölversorgungseinrichtung (19–24) mechanisch schaltbar ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölversorgungseinrichtung (19–24) mechanisch mit mit dem mindestens einen schaltbaren Zahnrad (3, 4) bzw. mit der mindestens einen schaltbaren Zahnradstufe gekoppelt ist, derart, dass der Schaltzustand der Ölversorgungseinrichtung (19–24) durch den Schaltzustand des mindestens einen schaltbaren Zahnrads (3, 4) der mindestens einen schaltbaren Zahnradstufe bestimmt ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradstufe ein drehbar auf einer ersten Welle (2) angeordnetes erstes Zahnrad (3, 4) aufweist, das über eine schaltbare Kopplungseinrichtung (13, 14) mit der ersten Welle (2) drehkoppelbar ist.
Getriebe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (13, 14) eine Schiebemuffe (13) aufweist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Schaltzustand der Kopplungseinrichtung (13, 14) die dem mindestens einen schaltbaren Zahnrad (3, 4) bzw. der mindestens einen schaltbaren Zahnradstufe zugeordnete Ölversorgungseinrichtung (19–24) freigeschaltet oder gesperrt ist.
Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (13, 14) durch ein Schaltelement (18), insbesondere durch eine Schaltgabel (18) betätigbar ist, die auf einer hohlen Schaltgabelachse (19) verschiebbar angeordnet ist.
Getriebe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltgabelachse (19) mindestens eine radiale Durchgangsöffnung (20, 21) aufweist, über die Öl aus dem Inneren (25) der Schaltgabelachse (19) zu dem mindestens einen schaltbaren Zahnrad (3, 4) bzw. zu der mindestens einen schaltbaren Zahnradstufe gelangt.
Getriebe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Durchgangsöffnung (20, 21) je nach Schaltzustand des Schaltelements (18) durch das Schaltelement (18) freigegeben oder gesperrt ist.