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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebegehäuse und ein Getriebe mit einer Ölablassschraube, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Im Kraftfahrzeugbau werden vermehrt Getriebe eingesetzt, die zwei sich im Hinblick auf einen Ölstand unterscheidende Bereiche aufweisen, so beispielsweise bei speziell an einen Hybridantrieb angepasste Getriebe (dedizierte Hybridgetriebe, DHT (dedicated hybrid transmission)). Diese weisen beispielsweise eine Ölwanne und einen darunterliegenden Ölsumpf auf, wobei in der Ölwanne laufende Zahnräder nicht konstant im Ölbad laufen sollen, um Leistungsverluste zu reduzieren. Um gleichzeitig eine genügende Schmierung der Zahnräder zu erreichen, ist eine genaue Definition der Ölstände in Ölsumpf und Wanne erforderlich. Gleichzeitig soll die Handhabung, das heißt insbesondere das Füllen und Leeren von Ölwanne und Ölsumpf, möglichst einfach erfolgen können.
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In diesem Zusammenhang werden als bekannt angenommen einerseits eine Ölablassschraube, die gleichzeitig die Leerung von Ölwanne und Ölsumpf ermöglicht, und andererseits eine Ölablassschraube, die einen Überlauf aufweist, der es erlaubt, ein Füllniveau beim Füllen einzustellen.
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Solche Ölablassschrauben bzw. Getriebegehäuse sind beispielsweise in den Veröffentlichungen
JP 2014-152 811 A ,
US 3 625 310 A und
JP 2008-019 885 A offenbart.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere ein Getriebegehäuse mit einer Ölablassschraube vorzuschlagen, die einerseits ein definiertes Füllen eines Getriebegehäuses mit und andererseits ein einfaches Ablassen von Schmiermedium aus zwei Bereichen des Getriebegehäuses ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Es wird ein Getriebegehäuse mit einer Oberwand (Decke) vorgeschlagen mit einer Zulauföffnung zur Zuführung von Schmiermedium, umfassend einen Sumpf für das Schmiermedium, welcher durch eine der Oberwand gegenüberliegende Unterwand (Boden) des Getriebegehäuses gebildet ist, wobei die Unterwand eine erste Ablassöffnung zum Ablassen von Schmiermedium umfasst, wobei die erste Ablassöffnung geeignet und bestimmt zur Verbindung mit einer Ölablassschraube wie beschrieben ist, wobei das Getriebegehäuse eine Abtrennung aufweist, die zumindest in einem Teilbereich zwischen Oberwand und Unterwand ausgebildet ist, so dass der Sumpf in diesem Teilbereich von der Abtrennung begrenzt ist, wobei im Bereich der ersten Ablassöffnung ein erster Abstand zwischen Unterwand und Abtrennung kleiner ist als ein zweiter Abstand zwischen Verschlussende und der dem Innenende benachbarten zweiten Zuflussöffnung des zweiten Ablasskanals und die Abtrennung eine zweite Ablassöffnung zum Ablassen von Schmiermedium aufweist, wobei die zweite Ablassöffnung in Form und Größe mit der äußeren Begrenzung des zweiten Ablasskanals korrespondiert. Die erste Ablassöffnung und die zweite Ablassöffnung sind somit durch die Ölablassschraube verschließbar.
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Erste Ablassöffnung und zweite Ablassöffnung sind bevorzugt an der tiefstmöglichen Stelle der Unterwand bzw. der Abtrennung ausgebildet, um ein möglichst vollständiges Entleeren des Getriebegehäuses zu ermöglichen. Durch die Wahl des ersten Abstandes und des zweiten Abstandes kann somit bei verbauter Ölablassschraube eine Strömung von Schmiermedium von oberhalb der Abtrennung in den Sumpf unterhalb der Abtrennung erfolgen. Die Ölablassschraube, insbesondere das Verschlussende der Ölablassschraube, und die erste Ablassöffnung sind so ausgebildet, dass die Ölablassschraube mit dem Verschlussende in der ersten Ablassöffnung fixierbar ist, beispielsweise über miteinander korrespondierende Gewinde.
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Es kann eine Ölablassschraube eingesetzt werden mit einem Verschlussende zur Verbindung mit einer Ablassöffnung für Schmiermittel und einem gegenüber dem Verschlussende liegenden Innenende, welche umfasst einen ersten Ablasskanal und einen zweiten Ablasskanal , wobei der erste Ablasskanal eine erste Abflussöffnung im Verschlussende und eine erste Zuflussöffnung am Innenende aufweist und der zweite Ablasskanal eine zweite Zuflussöffnung und eine zweite Abflussöffnung aufweist, die zwischen dem Verschlussende und dem Innenende liegen.
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Hierdurch ist es möglich, den Füllstand zwischen zwei verschiedenen Bereichen eines Getriebegehäuse, beispielsweise einer Wanne und einem Sumpf, einzustellen. Hierbei definiert der erste Ablasskanal einen maximalen Füllstand in einem höheren Bereich, beispielsweise der Wanne, da der erste Ablasskanal von Schmiermedium durchströmt wird, wenn das Niveau über das Verschlussende hinaus ansteigt. Der zweite Ablasskanal erlaubt die Verbindung des höheren Bereichs, beispielsweise der Wanne, mit einem niedrigeren Bereich des Getriebegehäuses, beispielsweise einem Sumpf. Steigt im oberen Bereich das Niveau oberhalb der zweiten Zuflussöffnung des zweiten Ablasskanals an, so strömt Schmiermedium aus dem oberen Bereich in den unteren Bereich durch den zweiten Ablasskanal. Steigt im unteren Bereich das Niveau des Schmiermediums oberhalb des Niveaus der zweiten Zuflussöffnung an, so wird Schmiermedium aus dem unteren Bereich in den oberen Bereich durch den zweiten Ablasskanal gedrückt.
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Sowohl die Unterwand, also der Boden des Getriebegehäuses als auch eine Wand zwischen dem unteren Bereich und dem oberen Bereich, eine Abtrennung, weisen eine Ablassöffnung auf, durch die die Ölablassschraube durchgeführt werden kann und die die Ölablassschraube entsprechend verschließt. Wird die Ölablassschraube entfernt, kann das Schmiermedium durch die Ablassöffnungen aus dem Getriebegehäuse strömen.
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Unter einem Schmiermedium ist insbesondere ein Öl, bevorzugt ein mineralisches Öl, zu verstehen. Es sei angemerkt, dass insbesondere der zweite Ablasskanal in beide Richtungen durchströmbar ist, je nach Druckverhältnissen an den beiden Enden des zweiten Ablasskanals. Grundsätzlich wurden die Bezeichnungen so gewählt, dass im eingebauten Zustand der Ölablassschraube die Zuflussöffnungen der Ablasskanäle oben liegen und die Ablassöffnungen unten.
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So ist es möglich, die Füllstände zweier Bereiche unterschiedlicher Niveaus zu definieren und gleichzeitig das Ablassen des Schmiermediums aus beiden Bereichen einfach zu ermöglichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ölablassschraube aus einem Kunststoff ausgebildet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der erste Ablasskanal und der zweite Ablasskanal konzentrisch ausgebildet.
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Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau der Ölablassschraube. Zumindest der äußere der beiden Ablasskanäle, üblicherweise ist dies der zweite Ablasskanal, weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, um ein Einschrauben in ein Gewinde zu ermöglichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ölablassschraube einen lösbaren Verschluss für die erste Abflussöffnung auf. Bevorzugt weist dazu die erste Abflussöffnung ein Gewinde zur Verbindung mit dem Verschluss auf.
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Wird das Getriebegehäuse mit offenem ersten Ablasskanal mit einem Schmiermedium befüllt, so signalisiert aus der ersten Abflussöffnung ausströmendes Schmiermedium, dass das Füllniveau des Schmiermediums die erste Zuflussöffnung erreicht hat. Bei einer entsprechend ausgebildeten Kombination von Getriebegehäuse und Ölablassschraube ermöglicht dies ein sicheres Befüllen des Getriebegehäuses bis zum definierten Füllniveau.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstand zwischen erster Zuflussöffnung und erster Abflussöffnung so festgelegt, dass der Füllstand im Getriebegehäuse bis zur ersten Zuflussöffnung einem vorgebbaren Füllvolumen mit Schmiermedium entspricht.
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So kann eine Füllung des Getriebegehäuses mit Schmiermedium bevorzugt so erfolgen, dass die Füllung beendet wird, wenn Schmiermedium aus dem ersten Ablasskanal strömt. Der erste Ablasskanal ist danach mit dem Verschluss verschließbar.
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Weiterhin wird ein Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, umfassend ein Getriebegehäuse wie hier beschrieben.
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Die für das erfindungsgemäße Getriebegehäuse offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf das erfindungsgemäße Getriebe übertragen und anwenden und jeweils umgekehrt.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter (erste, zweite,) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1 bis 3: mehrere Ansichten eines Beispiels einer Ölablassschraube;
- 4 ein Getriebegehäuse mit einem Beispiel einer Ölablassschraube nach den 1 bis 3 beim Befüllen mit einem Schmiermedium bei einem ersten Füllstand;
- 5 ein Detail eines Getriebegehäuses beim Befüllen mit einem Schmiermedium bei einem zweiten Füllstand;
- 6 ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse nach 4 und 5 im Betrieb; und
- 7 ein Detail eines Getriebes nach 6 beim Ablassen des Schmiermediums.
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In der Beschreibung der Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. 1 bis 3 zeigen drei Ansichten einer Ölablassschraube 1 mit einem Verschlussende 2 zur Verbindung mit einer Ablassöffnung, beispielsweise einer Ölablassbohrung. Hierzu weist das Verschlussende 2 ein Außengewinde 3 auf. Die Ölablassschraube 1 weist ein gegenüber dem Verschlussende 2 liegendes Innenende 4 auf, welches im verbauten Zustand im Inneren eines Getriebegehäuses liegt. Die Ölablassschraube 1 umfasst einen ersten Ablasskanal 5 und einen zweiten Ablasskanal 6. Der erste Ablasskanal 5 weist eine erste Abflussöffnung 7 im Verschlussende 2 und eine erste Zuflussöffnung 8 im Innenende 4 auf. Der zweite Ablasskanal 6 weist eine zweite Zuflussöffnung 10 auf, die in Richtung des Innenendes 4 orientiert ist und insoweit benachbart zum Innenende 4 ausgerichtet ist, und eine zweite Abflussöffnung 9, die in Richtung des Verschlussendes 2 orientiert ist. Zweite Zuflussöffnung 10 und zweite Abflussöffnung 9 liegen zwischen dem Verschlussende 2 und dem Innenende 4.
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Dies bedeutet, dass der erste Ablasskanal 5 und der zweite Ablasskanal 6 jeweils unterschiedliche Niveaus miteinander verbinden und die Niveaus, die der zweite Ablasskanal 6 verbindet, zwischen den Niveaus liegt, die der erste Ablasskanal 5 verbindet. 3 zeigt eine Situation, bei der Schmiermedium 11 von der zweiten Zuflussöffnung 10 durch den zweiten Ablasskanal 6 zur zweiten Abflussöffnung 9 strömt. Die Ölablassschraube 1 ist aus einem Kunststoff gefertigt, erster Ablasskanal 5 und zweiter Ablasskanal 6 sind konzentrisch zueinander aufgebaut.
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Die Funktionalität der Ölablassschraube 1 beim Befüllen eines Getriebegehäuses 12 mit Schmiermedium 11 ist in den 4 und 5 gezeigt, die im Folgenden beschrieben werden. Das Getriebegehäuse 12 weist eine Oberwand 13 mit einer Zulauföffnung 14 zur Zuführung von Schmiermedium 11 auf. Das Getriebegehäuse 12 umfasst einen Sumpf 15 für das Schmiermedium 11, welcher durch eine der Oberwand 13 gegenüberliegende Unterwand 16 des Getriebegehäuses 12 gebildet ist, wobei die Unterwand 16 eine Erste Ablassöffnung 17 zum Ablassen von Schmiermedium 11 umfasst. Die Ölablassschraube 1 ist dabei in die erste Ablassöffnung 17, die ein nicht gezeigtes zum Außengewinde 3 korrespondierendes Innengewinde aufweist, eingeschraubt, wobei beim Befüllen der erste Ablasskanal 5 durchgängig und unverschlossen ist. Das Getriebegehäuse 12 weist ferner eine Abtrennung 18 auf, die zumindest in einem Teilbereich zwischen Oberwand 13 und Unterwand 16 ausgebildet ist, so dass der Sumpf 15 in diesem Teilbereich von der Abtrennung 18 nach oben begrenzt ist. Die Abgrenzung 18 bildet eine Wanne 19, so dass das Getriebegehäuse 12 zwei Bereiche (den Sumpf 15 und die Wanne 19) aufweist, in denen jeweils Schmiermedium 11 aufgenommen werden kann und die unterschiedliche Füllstände aufweisen können. Im Bereich der ersten Ablassöffnung 17 ist ein erster Abstand 20 zwischen Unterwand 16 und Abtrennung 18 kleiner als ein zweiter Abstand 21 zwischen Verschlussende 2 und der dem Innenende 4 benachbarten zweiten Zuflussöffnung 10 des zweiten Ablasskanals 6. Die Abtrennung 18 weist eine zweite Ablassöffnung 22 zum Ablassen von Schmiermedium aus der Wanne 19 auf, wobei die zweite Ablassöffnung 22 in Form und Größe mit der äußeren Begrenzung 23 des zweiten Ablasskanals 6 korrespondiert, so dass die Ölablassschraube 1 sowohl die erste Ablassöffnung 17 als auch die zweite Ablassöffnung 22 verschließt.
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4 und 5 zeigen dabei zwei unterschiedliche Zeitpunkte bei der Befüllung mit Schmiermedium 11. Das Schmiermedium 11 wird über die Zulauföffnung 14 eingefüllt, wobei das Schmiermedium 11 zunächst einmal in der Wanne 19 aufgenommen wird. Ist das Füllniveau des Schmiermediums so hoch, dass es die zweite Zuflussöffnung 10 des zweiten Ablasskanals 6 erreicht, so strömt Schmiermedium 11 aus der Wanne 19 durch den zweiten Ablasskanal 6 in den Sumpf 15, wie 4 zeigt. Ist der Sumpf 15 voll, kann kein Schmiermedium 11 mehr durch den zweiten Ablasskanal 6 strömen, so dass das Niveau in der Wanne 19 steigt. Wird nun ein Füllniveau in der Wanne 19 erreicht, welches dem Niveau der ersten Zuflussöffnung 8 des ersten Ablasskanals 5 entspricht, beginnt Schmiermedium 11 durch den ersten Ablasskanal 5 zu fließen, wie 5 zeigt. Ist die erste Abflussöffnung 7 offen, wie 5 zeigt, so strömt Schmiermedium 11 unten aus der ersten Abflussöffnung 7 des ersten Abflusskanals 5 heraus, so dass für den Benutzer feststellbar ist, dass ein entsprechendes Füllniveau in der Wanne 19 und auch im Sumpf 15 erreicht ist. Er kann dann den Füllvorgang beenden. Die zweite Abflussöffnung 7 kann durch einen Verschluss 24 verschlossen werden, wie beispielsweise 6 zeigt.
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6 zeigt ein Getriebe 25, welches ein Getriebegehäuse 12 und Getriebeelemente 26, wie beispielsweise Zahnräder umfasst. 6 zeigt das entsprechende Getriebe 25 im Betrieb. Die Getriebeelemente 26 rotieren und fördern dadurch eventuell noch in der Wanne 19 befindliches Schmiermedium 11, so dass dieses auf die Getriebeelemente 26 gespritzt wird, ohne dass die Getriebeelemente 26 dauerhaft in Schmiermedium 11 laufen. Dies reduziert Blindleistungen und damit den Verbrauch eines entsprechenden Antriebsmotors. Das Schmiermedium 11, welches aus der Wanne 19 gefördert wurde, erreicht den Sumpf 15, so dass das Füllniveau dort ansteigt. Übersteigt das Füllniveau das Niveau der zweiten Zuflussöffnung 10, so wird Schmiermedium 11 aus dem Sumpf 15 in die Wanne 19 gedrückt und steht dort zur Schmierung der Getriebeelemente 26 zur Verfügung.
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7 zeigt das Ablassen des Schmiermediums 11 aus dem Getriebegehäuse 12. Nach Entfernen der Ölablassschraube 1 strömt das Schmiermedium 11 aus der Wanne 19 durch die zweite Ablassöffnung 22 entweder direkt durch die erste Ablassöffnung 17 aus dem Getriebegehäuse 12 hinaus oder in den Sumpf 15. Das Schmiermedium 11 aus dem Sumpf 15 strömt durch die erste Ablassöffnung 17 aus dem Getriebegehäuse 12 hinaus. Die erste Ablassöffnung 17 ist bevorzugt an der tiefsten Stelle des Getriebegehäuses 12 angebracht. Die zweite Ablassöffnung 22 ist bevorzugt an der tiefsten Stelle der Abtrennung 18 angebracht, um so möglichst vollständig sowohl die Wanne 19 als auch den Sumpf 15 zu leeren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ölablassschraube
- 2
- Verschlussende
- 3
- Außengewinde
- 4
- Innenende
- 5
- erster Ablasskanal
- 6
- zweiter Ablasskanal
- 7
- erste Abflussöffnung
- 8
- erste Zuflussöffnung
- 9
- zweite Abflussöffnung
- 10
- zweite Zuflussöffnung
- 11
- Schmiermedium
- 12
- Getriebegehäuse
- 13
- Oberwand
- 14
- Zulauföffnung
- 15
- Sumpf
- 16
- Unterwand
- 17
- erste Ablassöffnung
- 18
- Abtrennung
- 19
- Wanne
- 20
- erster Abstand
- 21
- zweiter Abstand
- 22
- zweite Ablassöffnung
- 23
- äußere Begrenzung
- 24
- Verschluss
- 25
- Getriebe
- 26
- Getriebeelement
