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Die Erfindung betrifft ein Getriebe und Verfahren zur Montage eines solchen Getriebes.
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Stand der Technik
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In herkömmlichen Verteilergetrieben oder Getrieben werden Ölleiteinrichtungen voll zugänglich und einsehbar im oder am Gehäuse montiert.
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Herkömmliche Lösungen haben als Schnittstelle zwischen Leiteinrichtung und Gehäuse eine rohrförmige Einsteckverbindung mit O-Ring. Hierbei muss bei der Montage die Bohrung frei zugänglich und einsehbar sein, um eine sichere Montage zu gewährleisten. Eine Leiteinrichtung wird mitsamt dem Kupplungsmodul in einem Zwischengehäuse montiert, so dass das Rohrende mit O-Ring in die Bohrung im Zwischengehäuse nach vorne eingefädelt werden kann. Dabei treten mitunter erhebliche Fügekräfte durch die Verpressung des O-Rings auf. Diese Verpresskräfte und die nötige genaue Fügung in die Bohrung können nur unter Sicht erfolgen.
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In manchen Ausführungsformen kann konzeptbedingt die Verbindungsstelle einer Ölleiteinrichtung in einem ersten Bauteil zur ölführenden Gehäusebohrung in einem zweiten Bauteil während des Fügevorgangs des Gehäuses nicht eingesehen werden. Würde man dieses herkömmliche Konzept anwenden, ist nicht sichergestellt dass die Bohrung getroffen wird und dass der Fügevorgang des Kupplungsgehäuses beschädigungsfrei erfolgt, da keine Sicht auf die Bauteile gegeben ist.
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Aus der
EP 3 001 070 A1 ist ein Windkraftgetriebe mit zwei Ölräumen bekannt. Die beiden Ölräume sind durch ein Rohr zur Leitung von Öl miteinander verbunden, welches mit jeweils einem Ende in den Öffnungen angeordnet ist. Die Öffnungen weisen jeweils eine Konizität mit einem inneren Konus auf. Die in den Öffnungen angeordneten Enden des Rohrs weisen eine entsprechende Konizität mit einem äußeren Konus auf, was einen Toleranzausgleich erlaubt.
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Aus der
US 2014 / 0 231 174 A1 sowie der
KR 100 775 374 B1 ist jeweils ein Getriebe bekannt, das Bauteile mit Bohrung und Leiteinrichtung und einer Dichtfläche zwischen den Bauteilen umfasst.
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein Getriebe mit einem dichten Ölsystem zu schaffen, das einen Toleranzausgleich zwischen Bauteilen erlaubt.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Getriebe mit einem Gehäuse bestehend aus mindesten einem ersten und zweiten Bauteil, zur Aufnahme von Getriebekomponenten, wobei eines der Bauteile mindestens eine Bohrung zur Ölversorgung aufweist, wobei ein Bauteil eine Bohrung, ein zweites Bauteil eine Leiteinrichtung für Öl aufweist, die sich beide in Richtung einer Dichtfläche zwischen beiden Bauteilen öffnen, wobei die Leiteinrichtung eine unter Federspannung stehenden Hülse axial umgreift oder eine unter Federspannung stehenden Hülse die Leiteinrichtung axial umgreift.
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Dadurch wird es möglich die beiden kommunizierenden Öffnungen dichtend zu verbinden, wobei ein Toleranzausgleich axial durch die Federspannung und radial durch die plane Dichtfläche erfolgt.
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Dabei ist es von Vorteil, dass die Hülse an ihrem Außendurchmesser oder an ihrem Innendurchmesser eine Feder trägt, die sich gegen einen Rand oder einen Absatz der Leiteinrichtung abstützt.
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Vorteilhafterweise liegt die Feder an der Hülse an einem Rand der Hülse, der entweder nach innen oder nach außen radial ausgebildet ist, an.
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Es ist von Vorteil, wenn die Leiteinrichtung ein im Gehäuse einbaubares Bauteil ist.
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Es ist von Vorteil, dass die Hülse stirnseitig an der Dichtfläche eine Axialdichtung aufweist.
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Dabei ist die Axialdichtung eingelegt oder eingespritzt.
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Es ist vorteilhaft, dass der Durchmesser der Öffnung des einen Bauteils kleiner als der Innendurchmesser der Hülse ist.
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Vorteilhafterweise weist die Hülse Verbindungsmittel zum Verbinden mit der Leiteinrichtung auf.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verfahren zur Montage eines Getriebes, wobei ein erstes und ein zweiter Bauteil des Gehäuses an einer Dichtfläche zusammengesetzt werden, wobei eine Leiteinrichtung für Öl mit einer Hülse versehen wird, die mit der Leiteinrichtung über Verbindungsmittel verbunden wird, wobei eine Feder vorgespannt wird.
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Figurenliste
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- 1 zeigt beispielhaft den Aufbau eines Verteilergetriebes,
- 2 zeigt ein Detail an der Antriebswelle,
- 3 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Ausführung,
- 4 zeigt eine alternative Lösung.
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Das beispielhafte kupplungsgesteuerte bzw. „disconnect“-fähige Verteilergetriebe 01 umfasst, wie insbesondere in 1 ersichtlich, ein einen Gehäuseinnenraum 02 umgebendes Gehäuse 03 und im Wesentlichen folgende Baugruppen 11, 12, 13, 14, 15:
- - eine erste Baugruppe 11 umfassend eine in dem Gehäuse 03 und/oder gegenüber mindestens einem Teil wenigstens einer anderen Baugruppe 12, 13, 14, 15 mit Hilfe mindestens eines Antriebswellenlagers 40 drehbar gelagerte Antriebswelle 04,
- - eine zweite Baugruppe 12 umfassend eine permanent mit der Antriebswelle 04 gekoppelte und in dem Gehäuse 03 und/oder gegenüber mindestens einem Teil wenigstens einer anderen Baugruppe 11, 13, 14, 15 mit Hilfe mindestens eines Primärwellenlagers 50 drehbar gelagerte Primärwelle 05,
- - eine dritte Baugruppe 13 umfassend eine unter einem Achsversatz zur Antriebswelle 04 angeordnete und in dem Gehäuse 03 und/oder gegenüber mindestens einem Teil wenigstens einer anderen Baugruppe 11, 12, 14, 15 mit Hilfe mindestens eines Sekundärwellenlagers 60 drehbar gelagerte Sekundärwelle 06,
- - eine vierte Baugruppe 14 umfassend ein zwischen Sekundärwelle 06 und Antriebswelle 04 angeordnetes, deren Achsversatz überbrückendes Versatzgetriebe 07 mit einem oder mehreren mit Hilfe von Versatzgetriebelagern 70 in dem Gehäuse 03 und/oder gegenüber mindestens einem Teil wenigstens einer anderen Baugruppe 11, 12, 13, 15 drehbar gelagerten Versatzgetriebeelementen 74, 75, 76, und
- - eine fünfte Baugruppe 15 umfassend eine Kupplung 08, wobei die Kupplung zwischen Antriebswelle 04 und Versatzgetriebe 07 angeordnet ist und vermittels der über das Versatzgetriebe 07 nach Bedarf die Sekundärwelle 06 mit der Antriebswelle 04 koppelbar ist, mit einem oder mehreren in dem Gehäuse 03 und/oder gegenüber mindestens einem Teil wenigstens derselben Baugruppe 15 und/oder einer anderen Baugruppe 11, 12, 13, 14 mit Hilfe eines oder mehrerer Kupplungslager 80 drehbar gelagerten Kupplungselementen 81, 82.
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Das Verteilergetriebe 01 weist außerdem einen am Tiefpunkt des Gehäuseinnenraums 02 des Gehäuses 03 gelegenen Ölsumpf 09 mit einem oberhalb des Tiefpunkts des Ölsumpfs 09 liegenden Ölspiegel 90 auf.
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In dem beispielhaften Verteilergetriebe 01 sind die Versatzgetriebeelemente 74, 75, 76 des Versatzgetriebes 07 ein oberes Kettenrad 74 (oberes Zahnrad 74), ein unteres Kettenrad 75 (unteres Zahnrad 75), sowie eine Kette 76 (Zugmittel 76).
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Das Versatzgetriebe 07 des Verteilergetriebes 01 umfasst das in Bezug auf den Ölspiegel 90 des Ölsumpfs 09 höher liegende obere Kettenrad 74 und das zumindest zum Teil im Ölsumpf 09 plantschende, d.h. zumindest zum Teil unter dem Ölspiegel 90 des Ölsumpfs 09 liegende, untere Kettenrad 75. Das obere Kettenrad 74 ist mittels zumindest einem Versatzgetriebelager 70 drehbar auf der Antriebswelle 04 gelagert. Das obere Kettenrad 74 und das untere Kettenrad 75 sind von einer Kette 76 umschlungen. Die Kette 76 plantscht im Bereich des unteren Kettenrads 75 zumindest teilweise im Ölsumpf 09.
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Das Gehäuse 03 umfasst einen Gehäusedeckel 91 und ein Gehäuseunterteil 92.
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Die Lager 40, 50, 60, 70, 80 des Verteilergetriebes 01 unterscheiden sich nach ausschließlich im „Connect“-Betrieb beteiligten Lagern 60 und nach im „Disconnect“-Betrieb weiterhin beteiligten Lagern 40, 50, 70, 80.
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Dabei kommunizieren nicht alle Ölräume 100, 200, 300 mit allen im „Disconnect“-Betrieb beteiligten Lagern 40, 50, 70, 80. Jedes oberhalb des Ölspiegels 90 angeordnete, im „Disconnect“-Betrieb weiterhin beteiligte Lager 40, 50, 70, 80 und/oder eine oder mehrere Gruppen von jeweils einem oder mehreren im „Disconnect“-Betrieb weiterhin beteiligten Lagern 40, 50, 70, 80 ist mit einem auf einem für das oder die jeweiligen Lager 40, 50, 70, 80 geeigneten Niveau oberhalb des Ölspiegels 90 angeordneten Ölraum 100, 200, 300 fluidverbunden.
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Jeder Ölraum 100, 200, 300 weist ein maximales Füllniveau 101, 201, 301 auf.
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Der erste Ölraum 100 ist vom Gehäuseinnenraum 02 aus gesehen nach außen hin durch einen zwischen Gehäuse 03 und Antriebswelle 04 angeordneten Antriebswellendichtring 44 begrenzt. Nach innen zum Gehäuseinnenraum 02 hin ist der erste Ölraum 100 bevorzugt durch eine einseitig auf der dem Dichtring 44 abgewandten Seite des Antriebswellenlagers 40 angeordnete Deckscheibe 45 begrenzt, deren Höhe unterhalb der Antriebswelle 04 das maximale Füllniveau 101 des ersten Ölraums 100 vorgibt. Die Deckscheibe 45 hindert ein bis zur Höhe der Deckscheibe 45 unterhalb der Antriebswelle 04 zwischen Antriebswellendichtring 44 und Deckscheibe 45 gefangenes Ölvolumen daran, zum Gehäuseinnenraum 02 hin abzufließen.
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Die Ölversorgung über die Ölräume wird durch Bohrungen im Gehäuse optimiert.
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2 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung.
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Ausgehend von einem Getriebegehäuse 03 mit seinem Gehäuseinnenraum 02 sind zwei Gehäusebauteile zu erkennen. Der Gehäusedeckel 91 ist dabei als ein zweites Bauteil zu verstehen, das Gehäuseunterteil 92 als erstes Bauteil.
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Im zweiten Bauteil, dem Gehäusedeckel 91 ist einen Bohrung 94 vorhanden, die zur Ölversorgung dient. Das erste Bauteil 92 weist im Gehäuseinnenraum 02 eine Leiteinrichtung 21 für den Ölfluss auf, die in einem Ölkanal 25 mündet und im Gehäuse verspannt oder befestigt ist. Alternativ dazu kann die Leiteinrichtung auch im Gehäuse selbst ausgebildet sein oder durch weitere Komponenten des Getriebes dargestellt sein.
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Die Leiteinrichtung 21 wird so im ersten Bauteil verbaut, dass ihre Öffnung 26 zu einer Dichtfläche 27 des ersten Bauteils 92 gerichtet ist. Der genaue Verlauf der Leiteinrichtung, gekrümmt oder gerade, ist dabei an die baulichen Gegebenheiten angepasst. Wichtig ist nur, dass die Öffnung 26 mit einem über das Endstück konstanten Durchmesser DL zur Dichtfläche 27 für die Ankopplung des ersten Bauteils 92 zeigt.
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Die Leiteinrichtung 21 endet mit einem radial nach außen abstehenden Rand 28, gegen den sich eine Feder 23 abstützt. Eine Hülse 20 wird mit einem geringen Spiel in die Leiteinrichtung 21 eingeschoben. Die Hülse 20 besitzt einen weit überkragenden Rand in Form eines Verbindungsstückes 22, das in Haken 29 endet. Die Hülse 20 wird in die Öffnung 26 der Leiteinrichtung 21 geschoben, die schon die Feder 23 trägt. Die Feder 23 spannt die Hülse 20 gehalten durch die u-förmige Aufnahme 35 des Verbindungstücks22 gegen die Leiteinrichtung 21 vor, wobei die Haken 29 mit dem Rand 28 verhindern, dass die Hülse 20 verlorengeht.
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Damit erhält man für die Montage eine Verliersicherung für die Hülse 20, die gleichzeitig vorgespannt wird. Die Haken 29 können beispielsweise in einem radialen Abstand von 120° zueinander angeordnet sein.
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Auf der stirnseitigen, vom Inneren des Gehäuses weg gerichteten Fläche, die den oberen Rand 32 der Hülse bildet, ist eine Axialdichtung 24 eingebracht, die zur Dichtung zwischen den beiden Bauteilen 91, 92 dient. Der innere Durchmesser der Hülse DH ist größer als der Durchmesser DB der Bohrung oder Öffnung im zweiten Bauteil 91. Für die Montage ist daher ein Positionstoleranzausgleich gegeben, da es nicht notwendig ist, die Öffnungen genau passend zueinander zu montieren. Die Dichtung erfolgt über die Axialdichtung radial beabstandet von beiden Öffnungen, der Öffnung der Hülse 20 und der Öffnung 94 im zweiten Bauteil 91 auf der planen Dichtfläche 27.
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In axialer Richtung entlang der Achse A erfolgt der Toleranzausgleich durch den Federdruck der Feder 23 auf die Hülse 20, die sich somit mit ihren Axialdichtungen 24 immer fest an das zweite Bauteil 91 anlegt.
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3 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform der Leiteinrichtung 21 mit Hülse 20 der Erfindung. Die Leiteinrichtung 21 weist dabei eine umlaufende Führung 30 auf, gegen die die Feder 23 verspannt ist. Die Hülse 20 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel als Überwurfhülse außerhalb der Leiteinrichtung 21 und liegt an der umlaufenden Führung 30 mit ihrer Innenwand an. Damit ist der Durchmesser der Hülse DH der Außendurchmesser der Leiteinrichtung plus der Führung DLF. Damit die Hülse nicht verlorengeht, besitzt sie an ihrem in das Gehäuse gewandten Ende Rastnasen 31, die an der umlaufenden Führung 30 der Leiteinrichtung anliegen. Diese Rastnasen 31 können radial im gleichen Abstand voneinander angeordnet sein. Beispielsweise sind drei Rastnasen alle 120° in der Hülse nach innen gerichtet.
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Die Hülse endet an der Dichtfläche 27 mit einem nach innen verlaufenden Rand 32. Dieser Rand trägt die Axialdichtung 24, die integriert mit der Hülse herstellbar ist.
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Mit der an der Leiteinrichtung 21 vormontierten Hülse 20 wird das erste Bauteil 92 am zweiten Bauteil 91 angebracht. Die Axialdichtung 24 der Hülse 20 dichtet die Bauteile 91, 92 ab und die Feder 23 erlaubt axiale Toleranzen.
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4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die Hülse 20 wieder im Inneren der Leiteinrichtung 21 eingeführt ist. Die Leiteinrichtung 21 weist einen Absatz 34 auf, auf dem sich die Feder 23 abstützt. Der Absatz trennt einen Endbereich der Leiteinrichtung mit einem großen Durchmesser von einem Anfangsbereich mit einem kleineren Durchmesser. Im Bereich des geringeren Durchmessers der Leiteinrichtung befindet sich eine Längsnut 33. In diese Längsnut 33 greifen die Rastnasen 31 der Hülse 20 ein. Die Hülse besteht aus einem Zylinder, der gehäuseinnenseitig stumpf endet und zur Dichtfläche 27 hin einen nach außen weisenden Rand 32 ausbildet.
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Auch hier ist die Axialdichtung entweder eingelegt oder angespritzt vorhanden.
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Die Erfindung ermöglicht eine beschädigungsfreie und prozesssichere Montage des Getriebes, z. B. des Kupplungsgehäuses im Nachgang nach dem Einbau des Kupplungsmoduls samt Ölleiteinrichtung.
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Die Lösung ist unempfindlich auf axiale Toleranzen, da diese durch das Federkonzept ausgeglichen werden. Die Feder erzeugt dabei den nötigen Anpressdruck der Dichtung an das Gehäuse. Zudem ist das System unempfindlich auf Positionsabweichungen der Dichtstelle zwischen Ölleiteinrichtung und dem Gehäuse. Die Planfläche, in der die Dichtung anliegt, lässt eine Verschiebung innerhalb der Dichtebene zu. Solche Verschiebungen treten aufgrund von Bauteilabweichungen, Positionstoleranzen und Positionierungenauigkeiten beim Montagevorgang auf.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Verteilergetriebe
- 02
- Gehäuseinnenraum
- 03
- Gehäuse
- 04
- Antriebswelle
- 05
- Primärwelle
- 06
- Sekundärwelle
- 07
- Versatzgetriebe
- 08
- Kupplung
- 09
- Ölsumpf
- 11
- Erste Baugruppe
- 12
- Zweite Baugruppe
- 13
- Dritte Baugruppe
- 14
- Vierte Baugruppe
- 15
- Fünfte Baugruppe
- 20
- Hülse
- 21
- Leiteinrichtung
- 22
- Verbindungsstück
- 23
- Feder
- 24
- Axialdichtung
- 25
- Ölkanal
- 26
- Öffnung
- 27
- Dichtfläche
- 28
- Rand Leiteinrichtung
- 29
- Haken
- 30
- Führung
- 31
- Rastnase Hülse
- 32
- Rand Hülse
- 33
- Längsnut
- 34
- Absatz
- 35
- u-förmige Aufnahmen
- 40
- Antriebswellenlager
- 44
- Antriebswellendichtring
- 45
- Deckscheibe
- 50
- Primärwellenlager
- 60
- Sekundärwellenlager
- 70
- Versatzgetriebelager
- 74
- Oberes Zahnrad (Oberes Kettenrad)
- 75
- Unteres Zahnrad (Unteres Kettenrad)
- 76
- Zugmittel (Kette)
- 80
- Kupplungslager
- 81,82
- Kupplungselemente
- 90
- Ölspiegel
- 91
- Gehäusedeckel, zweites Bauteil
- 92
- Gehäuseunterteil, erstes Bauteil
- 94
- Öffnung
- 100
- Erster Ölraum
- 101
- Maximales Füllniveau des ersten Ölraums
- 102
- Bohrung (im Ölleitumlenkelement)
- 103
- Leitrippensystem (im Gehäuseunterteil)
- 200
- Zweiter Ölraum
- 201
- Maximales Füllniveau des zweiten Ölraums
- 300
- Dritter Ölraum
- 301
- Maximales Füllniveau des dritten Ölraums
- DLF, DH, DL DB
- Durchmesser
- A
- Achse
