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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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In Kraftfahrzeuggetrieben entsteht das Problem, dass der starke Wärmeausdehnungskoeffizienten des Schmieröls und die von –30° bis 140 °schwankenden Temperaturen in einem stark schwankenden Ölstand über den Temperaturbereich resultieren.
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Bei einem zu hohen Ölstand wird das Schmieröl durch die drehenden Bauteile des Getriebes verschäumt, was in nachteiliger Weise zu hohen Schleppverlusten der Schaltelemente des Getriebes führt. Bei einem zu niedrigen Ölstand besteht die Gefahr von Luftansaugen durch die Ölpumpe. Bei Getrieben existiert ein Ölstandsbereich, in dem das Getriebe optimal funktioniert; durch das Wärmeausdehnungsverhalten des Schmieröls kann nach dem Stand der Technik ein konstanter Ölstand in diesem optimalen Ölstandsbereich nicht gewährleistet werden.
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Aus der
DE 42 38 855 C1 ist Getriebegehäuse bekannt, bei dem von einem in Einbaulage nach unten offenen Sockelteil zwei Gehäusewandteile nach oben abgehen, welche beiderseits einer mit einer zentralen Hauptdrehachse der rotierenden Getriebeteile zusammenfallenden Gehäuselängsachse angeordnet und in den Richtungen der Gehäuselängsachse sich erstreckend einen die rotierenden Getriebeteile aufnehmenden Gehäuseinnenraum zwischen sich einschließen und zu einem zylindrischen Gehäuseaußenteil zusammengeführt sind, und bei dem im Gehäuseinnenraum ein Gehäuseinnenteil relativ zum Sockelteil bewegungsfest angeordnet ist und teilweise zwischen dem unteren Abschnitt der äußersten Umlaufbahn der rotierenden Getriebeteile und dem durch den Sockelteil eingeschlossenen Bereich des Gehäuseinnenraumes liegt sowie als Zwischenboden ausgebildet ist, der sich von dem einen zu dem anderen der beiden von dem Sockelteil nach oben abgehenden Gehäusewandteile erstreckt und den die rotierenden Getriebeteile aufnehmenden Bereich des Gehäuseinnenraumes gegenüber dem durch den Sockelteil eingeschlossenen und nach unten offenen Bereich des Gehäuseinnenraumes abteilt, wobei der als Zwischenboden verwendete Gehäuseinnenteil zylindrisch ausgebildet ist und zur Gehäuselängsachse zentrisch liegt sowie der Gehäuseaußenteil und der Gehäuseinnenteil als ein einteiliger Gehäusezylinder ausgebildet sind, und bei dem der die rotierenden Getriebeteile aufnehmende Bereich des Gehäuseinnenraumes durch wenigstens eine Austrittsöffnung für Schmieröl mit dem nach unten offenen Bereich des Gehäuseinnenraumes verbunden ist und eine Wandfläche des Gehäusezylinders die innere, in dem die rotierenden Getriebeteile aufnehmenden Bereich des Gehäuseinnenraumes liegende Mündung der Austrittsöffnung aufweist. Hierbei ist vorgesehen, dass die Wandfläche, welche die innere Mündung aufweist, an einer Gehäuseausbuchtung liegt, die gegenüber dem Gehäuseinnenraum durch eine innere Wandfläche begrenzt wird, welche von einer bezogen auf die Vorwärtsdrehrichtung der rotierenden Getriebeteile vor der Mündung liegenden Stelle der zylindrischen Innenwand des zylindrischen Gehäuseaußenteiles ausgehend in der der Vorwärtsdrehrichtung entsprechenden Umfangsrichtung der zentralen Drehachse einen spiralförmig von der Gehäuselängsachse sich entfernenden Verlauf aufweist. Hierbei sind sämtliche im oberen Bereich aufgenommenen rotierenden Getriebeteile gegenüber dem Ölsumpf abgeschottet, wobei sich an der zylindrischen Gehäuseinnenwand ein umlaufender Ölfilm bildet, der nicht auf die rotierenden Getriebeteile zurücktropfen kann.
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Gemäß der
DE 42 38 855 C1 tritt das Öl aus dem umlaufenden Ölfilm in die Gehäuseausbuchtung ein, wo es durch die Mündung quasi abgeschöpft und über den nach unten zur Ölwanne offenen Bereich des Gehäuseinnenraumes in den Ölsumpf zurückfließt. Um zu vermeiden, dass bei dem Getriebegehäuse die in der von unten an den Gehäusesockelteil angesetzten Ölwanne angeordnete Ölpumpe wegen zu niedrigen Ölstandes Luft ansaugen kann, ist ein Ölstandssicherungsventil vorgesehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs anzugeben. Durch das erfindungsgemäße Gehäuse soll ein Schwanken des Ölstands in der Ölwanne des Getriebes über den gesamten Temperaturverlauf vermieden werden; insbesondere soll ein konstanter Ölstand über den gesamten Temperaturverlauf gehalten werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach wird Gehäuse eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welches einen ersten im Wesentlichen zylindrischen, die rotierenden Getriebebauteile aufnehmenden Bereich und einen zweiten, über Öffnungen mit dem ersten Bereich fluidtechnisch verbundenen und zu einer Ölwanne offenen Bereich, in dem Schalt- und Steuerungsmittel für die hydraulisch betätigbaren Bauteile des Getriebes angeordnet sind, aufweist. Gemäß der Erfindung weist das Gehäuse einen als Ölspeicher dienenden Bereich auf, der einerseits mit dem ersten Bereich und andererseits mit der Ölwanne fluidtechnisch verbunden ist, wobei die fluidtechnische Verbindung des Ölspeichers zum ersten Bereich dadurch erfolgt, dass der erste Bereich zumindest eine Austrittsöffnung aufweist, durch die Schmieröl aus dem ersten Bereich unter Ausnutzung der Fliehkraftwirkung durch die rotierenden Getriebebauteile dem Ölspeicher zuführbar ist und wobei der Ölspeicher Öffnungen zum zweiten Bereich aufweist, durch die das Schmieröl über den zweiten Bereich der Ölwanne zuführbar ist.
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Gemäß der Erfindung ist die zumindest eine Austrittsöffnung mit einer Membran versehen, deren Permeabilität von der temperaturabhängigen Viskosität des Schmieröls abhängt, so dass kaltes, zähflüssiges Schmieröl an der Membran hängen bleibt und warmes Schmieröl durch die Membran in den zweiten Bereich und somit in den Ölspeicher fließt. Die Öffnungen des Ölspeichers zum zweiten Bereich und die zumindest eine mit einer Membran versehene Austrittsöffnung sind derart dimensioniert, dass bei hohen Temperaturen mehr Schmieröl in den Ölspeicher fließt als durch die Öffnungen in die Ölwanne, so dass der Ölspeicher vollständig gefüllt wird. Wenn die Temperatur des Schmieröls abfällt, wird je nach Temperatur weniger bis kein Schmieröl in den Ölspeicher nachgefördert und der Ölspeicher läuft leer.
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Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird gewährleistet, dass bei hohen Temperaturen das komplette Volumen des Ölspeichers aus dem Ölsumpf gezogen wird, so dass der Ölstand in der Ölwanne konstant gehalten werden kann. Der Ölspeicher ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass sein Volumen dem durch die maximal erreichbare Öltemperatur entstehenden Zusatzvolumen im Vergleich zum Volumen des kalten Schmieröls entspricht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht eines gemäß der Erfindung ausgeführten Gehäuses eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs zur Veranschaulichung der Funktionsweise des Gehäuses zum Zweck des Haltens eines konstanten Ölstands in der Ölwanne bei kaltem Schmieröl; und
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2: eine schematische Schnittansicht eines gemäß der Erfindung ausgeführten Gehäuses eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs zur Veranschaulichung der Funktionsweise des Gehäuses zum Zweck des Haltens eines konstanten Ölstands in der Ölwanne bei warmem Schmieröl.
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Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf die beigefügten Figuren, weist ein erfindungsgemäßes Gehäuse 1 eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs einen ersten, im Wesentlichen zylindrischen und die rotierenden Getriebebauteile aufnehmenden Bereich 2 und einen zweiten, mit dem ersten Bereich 2 über Öffnungen 6 fluidtechnisch verbundenen und zu einer Ölwanne 3 offenen Bereich 4 auf, in dem Schalt- und Steuerungsmittel für die hydraulisch betätigbaren Bauteile des Getriebes angeordnet sind. Bei dem in den Figuren gezeigten Beispiel weist ein Gehäusewandteil 5 des ersten Bereichs 2 Öffnungen 6 auf, durch die Schmieröl in den zweiten Bereich 4 fließen kann, was durch die entsprechenden Pfeile angedeutet ist.
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Gemäß der Erfindung weist das Gehäuse einen als Ölspeicher 7 dienenden Bereich auf, der einerseits mit dem ersten Bereich 2 und andererseits mit der Ölwanne 3 fluidtechnisch verbunden ist. Die fluidtechnische Verbindung des Ölspeichers 7 zum ersten Bereich 2 erfolgt dadurch, dass der erste Bereich 2 zumindest eine Austrittsöffnung 8 aufweist, durch die Schmieröl aus dem ersten Bereich 2 unter Ausnutzung der Fliehkraftwirkung durch die rotierenden Getriebebauteile dem Ölspeicher 7 zuführbar ist. Zum Zweck der fluidtechnischen Verbindung des Ölspeichers 7 zur Ölwanne 3 weist der Ölspeicher 7 Öffnungen 9 auf, durch die das Schmieröl über den zweiten Bereich 4 der Ölwanne 3 zuführbar ist.
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Bei dem gezeigten Beispiel wird die zumindest eine Austrittsöffnung 8 dadurch realisiert, dass ein Teil des Gehäusewandteils 5 des ersten Bereichs 2 nicht durchgehend ausgeführt ist und eine Ölabstreifkante 10 bildet.
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Gemäß der Erfindung ist die zumindest eine Austrittsöffnung 8 mit einer Membran 11 versehen, deren Permeabilität von der temperaturabhängigen Viskosität des Schmieröls abhängt, so dass kaltes, zähflüssiges Schmieröl an der Membran 11 hängen bleibt und warmes Schmieröl durch die Membran 11 in den Ölspeicher 7 fließt.
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Das Schmieröl wird dem ersten Bereich 2 nach dem Stand der Technik, z.B. über Ölverteilnuten oder in Getriebebauteilen, beispielsweise in Wellen, vorgesehene Zuführungen zugeführt.
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In 1, welche die Funktionsweise des Gehäuses zum Zweck des Haltens eines konstanten Ölstands in der Ölwanne bei kaltem Schmieröl darstellt, wird das Fließen des Schmieröls durch die Pfeile veranschaulicht. Das kalte Schmieröl ist zähflüssig, kann nicht durch die Membran 11 fließen und wird über die Öffnungen 6 dem zweiten Bereich 4 zugeführt. Bei warmem Schmieröl wird dieses leichtflüssig, so dass ein Teil des Öls, welches einen in Vorwärtsdrehrichtung der rotierenden Getriebebauteile umlaufenden Ölfilm aus den abgespritzten Öltropfen bildet über die zumindest eine Austrittsöffnung 8 in den Ölspeicher 7 gelangt, um anschließend durch die Öffnungen 9 über den zweiten Bereich 4 in die Ölwanne 3 zu fließen, wie in 2 anhand des Pfeils A veranschaulicht.
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Die Öffnungen 9 des Ölspeichers 7 zum zweiten Bereich 4 und die zumindest eine Austrittsöffnung 8 sind derart dimensioniert, dass bei hohen Temperaturen mehr Schmieröl in den Ölspeicher 7 fließt als durch die Öffnungen 9 in dem zweiten Bereich 4 und somit in die Ölwanne 3, so dass der Ölspeicher vollständig gefüllt wird. Wenn die Temperatur des Schmieröls abfällt, wird je nach Temperatur weniger bis kein Öl in den Ölspeicher nachgefördert, wodurch der Ölspeicher leerläuft.
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Der Ölspeicher 7 ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass sein Volumen dem durch die maximal erreichbare Öltemperatur entstehenden Zusatzvolumen im Vergleich zum Volumen des kalten Schmieröls entspricht, so dass der Ölstand in der Ölwanne unabhängig von der Temperatur konstant gehalten werden kann. Durch die Öffnungen 6 des ersten Bereichs 2 zum zweiten Bereich 4 wird die Zirkulation des Schmieröls gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- erster Bereich
- 3
- Ölwanne
- 4
- zweiter Bereich
- 5
- Gehäusewandteil
- 6
- Öffnung
- 7
- Ölspeicher
- 8
- Austrittsöffnung
- 9
- Öffnung
- 10
- Abstreifkante
- 11
- Membran
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4238855 C1 [0004, 0005]
