DE102020126329A1 - Lubricated gear mechanism and method of operation - Google Patents

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Martin Koerber
Michael Staake
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Abstract

Getriebevorrichtung mit einem Getriebegehäuse (5) mit einem Schmiermittelhaushalt, wobei das Getriebegehäuse einen Getriebegehäuseinnenraum (1) aufweist, in welchem ein Schmiermittel (8) zur Schmierung wenigstens eines in diesem Getriebegehäuseinnenraum angeordneten Leistungsübertragungselements aufgenommen ist und wobei in einem ersten Betriebsmodus der Getriebevorrichtung das Schmiermittel (8) einen ersten Schmiermittelfüllstand (4a) in diesem Getriebegehäuseinnenraum (1) aufweist und wobei das Leistungsübertragungselement im planmäßigen Betrieb der Getriebevorrichtung wenigstens teilweise unterhalb dieses ersten Schmiermittelfüllstandes (4a) angeordnet ist und somit im ersten Betriebsmodus in das Schmiermittel (8) eintaucht,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Getriebevorrichtung einen zweiten Betriebsmodus aufweist,
dass das Schmiermittel (8) in diesem zweiten Betriebsmodus einen zweiten Schmiermittelfüllstand (4b) aufweist, welcher gegenüber dem ersten Schmiermittelfüllstand (4a) abgesenkt ist.

Figure DE102020126329A1_0000
Transmission device with a transmission housing (5) with a lubricant balance, wherein the transmission housing has a transmission housing interior (1) in which a lubricant (8) for lubricating at least one power transmission element arranged in this transmission housing interior is accommodated and wherein in a first operating mode of the transmission device the lubricant ( 8) has a first lubricant filling level (4a) in this transmission housing interior (1) and wherein the power transmission element is arranged at least partially below this first lubricant filling level (4a) during scheduled operation of the transmission device and is thus immersed in the lubricant (8) in the first operating mode,
characterized in that
the transmission device has a second operating mode,
that the lubricant (8) in this second operating mode has a second lubricant filling level (4b) which is lower than the first lubricant filling level (4a).
Figure DE102020126329A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit einem Schmiermittelhaushalt. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, in einem Maschinengehäuse beweglich aufgenommene Maschinenelemente mittels eines Schmiermittelhaushalts mit Schmiermittel zu versorgen, wobei das Schmiermittel insbesondere zur Verbesserung der Reibungseigenschaften und zu Wärmeabfuhr dient. Aus der DE 10 2015 118 203 A1 ist eine Windenergieanlage mit einem Getriebe sowie ein Verfahren zum Betrieb derselben bekannt.The invention relates to a transmission device with a lubricant supply. It is known from the prior art to supply machine elements that are movably accommodated in a machine housing with lubricant by means of a lubricant household, the lubricant serving in particular to improve the friction properties and to dissipate heat. From the DE 10 2015 118 203 A1 a wind turbine with a gearbox and a method for operating the same is known.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand einer Zahnradgetriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug erläutert, dies ist nicht als eine Einschränkung der Erfindung auf eine solche Ausführungsform zu verstehen. In einer solchen Zahnradgetriebeeinrichtung wird mittels Zahnrädern Antriebsleistung übertragen, dabei sind die an der Leistungsübertragung beteiligten Zahnräder öltauchgeschmiert, dies bedeutet, dass der Füllstand des Schmierstoffs in dieser Zahnradgetriebeeinrichtung derart gewählt ist, dass zumindest eines der Zahnräder in den Schmierstoff eintaucht und damit Schmierstoff an zu schmierende Stellen gefördert wird. Eine solche Zahnradgetriebeeinrichtung wird in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben. Das Eintauchen von Zahnräder führt dabei zu sogenannten Plantschverlusten, welche sich nachteilig auf die Effizienz der Zahnradgetriebeeinrichtung auswirken.The invention is explained below using a gear transmission device for a motor vehicle; this is not to be understood as a limitation of the invention to such an embodiment. In such a gear transmission device, drive power is transmitted by means of gear wheels, and the gears involved in the power transmission are lubricated with oil, which means that the level of the lubricant in this gear transmission device is selected in such a way that at least one of the gears is immersed in the lubricant and thus lubricant to be lubricated jobs is funded. Such a gear transmission device is operated in different operating modes. The immersion of gears leads to so-called splashing losses, which have an adverse effect on the efficiency of the gear transmission device.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Getriebevorrichtung mit einem Schmiermittelhaushalt mit verbesserter Effizienz anzugeben, diese Aufgabe wird durch eine Getriebevorrichtung mit einem Getriebegehäuse gemäß Anspruch 1, sowie durch eine Getriebevorrichtung, welche nach einem Verfahren gemäß Anspruch 5 betrieben wird, gelöst. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.It is an object of the invention to specify a transmission device with a lubricant balance with improved efficiency. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent patent claims.

Im Sinne der Erfindung ist unter einer Getriebevorrichtung eine Einrichtung zum Übertragen von Antriebsleistung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, zu verstehen. Vorzugsweise ist die Getriebevorrichtung als eine Achsgetriebevorrichtung ausgebildet und weiter vorzugsweise als eine schaltbare, vorzugsweise eine manuell schaltbare und bevorzugt eine automatisch schaltbare, Getriebevorrichtung. Insbesondere ist die Getriebevorrichtung als eine Zahnradgetriebevorrichtung mit wenigstens zwei Zahnrädern zum Übertragung von Antriebsleistung eingerichtet. Weiter weist die Getriebevorrichtung ein Getriebegehäuse auf, welches zum Aufnehmen von Schmierstoff zum Ausbilden eines Schmiermittelhaushalts ausgebildet ist. Insbesondere zum Aufnehmen des Schmierstoffs, vorzugsweise eines Getriebeöls, weist das Getriebegehäuse einen Getriebegehäuseinnenraum auf, in welchem das Schmiermittel beziehungsweise der Schmierstoff zur Schmierung wenigstens eines in diesem Getriebegehäuseinnenraum angeordneten Leistungsübertragungselements aufgenommen ist. Vorzugsweise weist die Getriebevorrichtung damit eine sogenannte Tauchschmierung auf.For the purposes of the invention, a transmission device is understood to mean a device for transmitting drive power, in particular in a motor vehicle. The transmission device is preferably designed as an axle transmission device and more preferably as a switchable, preferably manually switchable and preferably automatically switchable, transmission device. In particular, the transmission device is set up as a toothed wheel transmission device with at least two toothed wheels for the transmission of drive power. The transmission device also has a transmission housing, which is designed to hold lubricant to form a lubricant balance. In particular for accommodating the lubricant, preferably a transmission oil, the transmission housing has a transmission housing interior, in which the lubricant or the lubricant for lubricating at least one power transmission element arranged in this transmission housing interior is accommodated. The transmission device preferably has a so-called splash lubrication.

Weiter ist im Sinne der Erfindung dabei unter einem Leistungsübertragungselement ein Element zu verstehen, welches zum Übertragen einer Antriebsleistung, insbesondere Drehzahl / Drehmoment, in dieser Getriebevorrichtung eingerichtet ist und welches in diesem Getriebegehäuseinnenraum angeordnet ist. Vorzugsweise ist ein Leistungsübertragungselement als ein Zahnrad und bevorzugt als ein Kettenrad oder dergleichen ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das Leistungsübertragungselement derart angeordnet, dass dieses wenigstens zeitweise in dieses Schmiermittel im Getriebegehäuseinnenraum eintaucht, so dass in der Getriebevorrichtung eine sogenannte Tauch- oder Eintauchschmierung ermöglicht ist.Furthermore, within the meaning of the invention, a power transmission element is to be understood as an element which is set up to transmit drive power, in particular speed/torque, in this transmission device and which is arranged in this transmission housing interior. A power transmission element is preferably designed as a toothed wheel and preferably as a chain wheel or the like. More preferably, the power transmission element is arranged in such a way that it is at least temporarily immersed in this lubricant in the interior of the transmission housing, so that so-called splash or immersion lubrication is made possible in the transmission device.

Vorzugsweise ist die Getriebevorrichtung, insbesondere in Bezug auf einen Füllstand des Schmiermittels in dem Getriebegehäuseinnenraum, sogenannter Schmiermittelfüllstand, wenigstens in einem ersten und in einem zweiten Betriebsmodus betreibbar, beziehungsweise wird die Getriebevorrichtung wenigstens zeitweise in diesem ersten und zeitweise in diesem zweiten Betriebsmodus betrieben. Wobei sich dieser erste und dieser zweite Betriebsmodus wenigstens in Bezug auf diesen Schmiermittelfüllstand unterscheiden. Weiter vorzugsweise weist im ersten Betriebsmodus der Getriebevorrichtung das Schmiermittel einen ersten Schmiermittelfüllstand in diesem Getriebegehäuseinnenraum auf. Dabei ist dieser erste Schmiermittelfüllstand dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsübertragungselement, insbesondere im planmäßigen Betrieb der Getriebevorrichtung, wenigstens teilweise unterhalb dieses Schmiermittelfüllstandes angeordnet ist und somit im ersten Betriebsmodus in das Schmiermittel eintaucht. Insbesondere durch diese Anordnung weist die Getriebevorrichtung im ersten Betriebsmodus eine sogenannte Tauchschmierung auf.Preferably, the transmission device can be operated at least in a first and in a second operating mode, in particular with regard to a fill level of the lubricant in the interior of the transmission housing, so-called lubricant fill level, or the transmission device is operated at least temporarily in this first and temporarily in this second operating mode. These first and second operating modes differ at least in relation to this lubricant fill level. More preferably, in the first operating mode of the transmission device, the lubricant has a first lubricant fill level in this transmission housing interior. This first level of lubricant is characterized in that the power transmission element is at least partially arranged below this level of lubricant, particularly during scheduled operation of the transmission device, and is thus immersed in the lubricant in the first operating mode. In particular due to this arrangement, the transmission device has a so-called splash lubrication in the first operating mode.

Weiter vorzugsweise können weitere Leistungsübertragungselemente vorgesehen sein, welche in diesem ersten Betriebsmodus ebenfalls in das Schmiermittel eintauchen. Insbesondere eine Tauchschmierung ist, insbesondere gegenüber einer sogenannten Einspritzschmierung oder Druckumlaufschmierung, eine einfache Möglichkeit eine Versorgung von Bauteilen mit Schmierstoff zu ermöglichen. Insbesondere wenn das Leistungsübertragungselement zur Übertragung von Antriebsleistung in Bewegung versetzt wird, taucht dieses in das Schmiermittel ein, beziehungsweise plantscht in diesem, und fördert so Schmiermittel zu weiteren Bauteilen der Getriebevorrichtung, so dass auch diese mit Schmiermittel versorgt werden.More preferably, further power transmission elements can be provided, which are also immersed in the lubricant in this first operating mode. Splash lubrication, in particular, is a simple way of making it possible to supply components with lubricant, in particular compared to so-called injection lubrication or pressure circulation lubrication. In particular, when the power transmission element is set in motion to transmit drive power, it is immersed the lubricant enters or splashes into it, and thus conveys lubricant to other components of the transmission device, so that these are also supplied with lubricant.

Weiter ist es vorgeschlagen, dass die Getriebevorrichtung den zweiten Betriebsmodus aufweist, wobei in diesem zweiten Betriebsmodus das Schmiermittel im Getriebegehäuseinnenraum einen zweiten Schmiermittelfüllstand aufweist, welcher gegenüber dem ersten Schmiermittelfüllstand abgesenkt ist. Bildlich gesprochen ist es damit vorgeschlagen den ersten Betriebsmodus zur Tauchschmierung zu verwenden und im zweiten Betriebsmodus die Getriebevorrichtung mit abgesenkten Schmiermittelfüllstand zu betreiben und so Verluste, insbesondere Plantschverluste, zu verringern, beziehungsweise zu vermeiden.It is also proposed that the transmission device has the second operating mode, with the lubricant in the interior of the transmission housing having a second lubricant filling level in this second operating mode, which is lower than the first lubricant filling level. Figuratively speaking, it is therefore proposed to use the first operating mode for splash lubrication and to operate the transmission device with a lowered lubricant fill level in the second operating mode, thus reducing or avoiding losses, in particular splashing losses.

Dabei ist der zweite Schmiermittelfüllstand insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsübertragungselement im planmäßigen Betrieb der Getriebevorrichtung im zweiten Betriebsmodus vollständig oberhalb des zweiten Schmiermittelfüllstandes angeordnet ist oder anders gewendet nicht in das Schmiermittel eintaucht. Weiter vorzugsweise ist der zweite Betriebsmodus wenigstens dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schmiermittelfüllstand, welcher in diesem Betriebsmodus eingestellt ist, gegenüber dem ersten Schmiermittelfüllstand ein verringerter Füllstand von Schmiermittel ist, in welchem insbesondere das Leistungsübertragungselement zu mindestens weniger in das Schmiermittel im Getriebegehäuseinnenraum eintaucht, als im ersten Betriebsmodus. Weiter vorzugsweise ist die Getriebevorrichtung dabei insbesondere ohne eine Schmiermittelzufuhr von außerhalb der Getriebevorrichtung, vorzugsweise ohne eine Schmiermittelzufuhr von außerhalb des Getriebegehäuseinnenraums ausgebildet und so von diesem zweiten in diesen ersten Betriebsmodus oder umgekehrt im planmäßigen Betrieb der Getriebevorrichtung überführbar.The second level of lubricant is particularly characterized in that the power transmission element is arranged completely above the second level of lubricant during scheduled operation of the transmission device in the second operating mode or, to put it another way, is not immersed in the lubricant. More preferably, the second operating mode is at least characterized in that the second lubricant fill level, which is set in this operating mode, is a reduced fill level of lubricant compared to the first lubricant fill level, in which in particular the power transmission element is at least less immersed in the lubricant in the interior of the transmission housing than in the first mode of operation. More preferably, the transmission device is designed in particular without a lubricant supply from outside the transmission device, preferably without a lubricant supply from outside the interior of the transmission housing, and can thus be converted from this second to this first operating mode or vice versa during scheduled operation of the transmission device.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Getriebevorrichtung zum Verändern des Schmiermittelfüllstandes vom ersten zum zweiten Schmiermittelfüllstand oder umgekehrt eine Schmiermittelaufnahmeeinrichtung auf. Vorzugsweise ist die Schmiermittelaufnahmeeinrichtung in den Getriebegehäuseinnenraum, wenigstens teilweise oder vorzugsweise vollständig, aufgenommen oder weiter vorzugsweise ist diese wenigstens mit diesem Getriebegehäuseinnenraum fluidleitend verbunden. Weiter vorzugsweise weist die Schmiermittelaufnahmeeinrichtung wenigsten einen Schmiermittelaufnahmeraum auf. Bildlich gesprochen ist die Schmiermitteaufnahmeeinrichtung dazu eingerichtet, ein Schmiermittelvolumen aus dem Getriebegehäuseinnenraum aufzunehmen (zweiter Betriebsmodus, abgesenkter Schmiermittelfüllstand) oder wieder an diesen abzugeben (erster Betriebsmodus und damit gegenüber dem zweiten Betriebsmodus erhöhter Schmiermittelfüllstand), dabei ist die Getriebevorrichtung, insbesondere mittels der Schmiermittelaufnahmeeinrichtung, im planmäßigen Betrieb aus dem ersten in den zweiten Betriebsmodus überführbar oder umgekehrt und somit ist die Getriebevorrichtung im ersten Betriebsmodus in Tauchschmierung betreibbar, womit eine ausreichende Schmierung der Getriebevorrichtung ermöglicht ist, insbesondere in einem Maximalleistungsmodus.In a preferred embodiment of the invention, the transmission device has a lubricant receiving device for changing the lubricant fill level from the first to the second lubricant fill level or vice versa. The lubricant receiving device is preferably accommodated in the interior of the transmission housing, at least partially or preferably completely, or more preferably it is at least fluidly connected to this interior of the transmission housing. More preferably, the lubricant receiving device has at least one lubricant receiving space. Figuratively speaking, the lubricant receiving device is set up to receive a volume of lubricant from the interior of the transmission housing (second operating mode, lower lubricant fill level) or to release it again (first operating mode and thus increased lubricant fill level compared to the second operating mode), the transmission device, in particular by means of the lubricant receiving device, in Scheduled operation can be converted from the first to the second operating mode or vice versa and thus the transmission device can be operated in splash lubrication in the first operating mode, which allows sufficient lubrication of the transmission device, in particular in a maximum power mode.

Der zweite Betriebsmodus kann dabei, wie bereits erläutert, derart gewählt sein, dass das Leistungsübertragungselement während des planmäßigen Betriebs der Getriebevorrichtung gar nicht in den Schmierstoff im Getriebegehäuseinnenraum eintaucht und somit keine Tauchschmierung in der Getriebevorrichtung stattfindet oder der zweite Betriebsmodus kann alternativ derart gewählt sein, dass das Leistungsübertragungselement nur zu einem geringeren Grad in den Schmierstoff eintaucht als diese im ersten Betriebsmodus der Fall ist, so dass im zweiten Betriebsmodus gegenüber dem ersten Betriebsmodus die Plantschverluste in der Getriebevorrichtung wenigstens verringert sind.As already explained, the second operating mode can be selected in such a way that the power transmission element is not immersed in the lubricant in the interior of the transmission housing during the scheduled operation of the transmission device and thus no splash lubrication takes place in the transmission device, or the second operating mode can alternatively be selected in such a way that the power transmission element is immersed in the lubricant only to a lesser degree than is the case in the first operating mode, so that the splashing losses in the transmission device are at least reduced in the second operating mode compared to the first operating mode.

Weiter vorzugsweise ist im ersten Betriebsmodus Schmiermittel aus diesem Schmiermittelaufnahmeraum in den Getriebegehäuseinnenraum ausgebracht, so dass dort der erste Schmiermittelfüllstand eingestellt ist, welcher zu einer Tauchschmierung in der Getriebevorrichtung führt, da in diesem Betriebsmodus das Leistungsübertragungselement im planmäßigen Betrieb der Getriebevorrichtung in das Schmiermittel eintaucht.More preferably, in the first operating mode, lubricant is discharged from this lubricant receiving space into the interior of the transmission housing, so that the first lubricant fill level is set there, which leads to splash lubrication in the transmission device, since in this operating mode the power transmission element is immersed in the lubricant during scheduled operation of the transmission device.

Weiter vorzugsweise ist im zweiten Betriebsmodus Schmiermittel aus dem Getriebegehäuseinnenraum in den wenigstens einen Schmiermittelaufnahmeraum aufgenommen, so dass der Schmiermittelfüllstand dadurch vom ersten Schmiermittelfüllstand auf den zweiten Schmiermittelfüllstand abgesenkt ist, so dass das Leistungsübertragungselement weniger oder vorzugsweise gar nicht in das Schmiermittel im Getriebegehäuseinnenraum eintaucht.More preferably, in the second operating mode, lubricant from the interior of the transmission housing is received in the at least one lubricant receiving space, so that the lubricant fill level is thereby lowered from the first lubricant fill level to the second lubricant fill level, so that the power transmission element dips less or preferably not at all into the lubricant in the interior of the transmission housing.

Weiter vorzugsweise ist es allgemein vorgeschlagen, dass dieser erster Betriebsmodus vorgesehen ist, in welchem eine Tauchschmierung stattfindet, und weiter ist dieser zweite Betriebsmodus vorgesehen in welchem der zweite Schmiermittelfüllstand soweit abgesenkt ist, dass vorzugsweise keine Tauchschmierung stattfindet und weiter vorzugsweise ist ein dritter Betriebsmodus vorgeschlagen, in welchem der Schmiermittelfüllstand, sogenannter dritter Schmiermittelfüllstand, auf einem Schmiermittelfüllstand zwischen dem ersten und dem zweiten Schmiermittelfüllstand gehalten werden kann. Insbesondere mit einem solchen dritten Betriebsmodus ist es ermöglicht, einerseits „noch“ eine Tauchschmierung der Getriebevorrichtung zu ermöglichen (dritter Betriebsmodus) aber andererseits die Plantschverluste, insbesondere gegenüber dem ersten Betriebsmodus, welcher als ein Maximalleistungsbetriebsmodus ausgelegt sein kann, verringert sind und weiter ist vorzugsweise noch ein Betriebsmodus vorgesehen (zweiter Betriebsmodus) in welchem keine Plantschverluste auftreten.More preferably, it is generally proposed that this first operating mode is provided, in which splash lubrication takes place, and this second operating mode is also provided, in which the second lubricant filling level is lowered to such an extent that preferably no splash lubrication takes place, and more preferably a third operating mode is proposed, in which the lubricant level, so-called third lubricant level, on a lubricant level between the first and the second lubricant level can be maintained. In particular, with such a third operating mode, it is possible on the one hand "still" to allow splash lubrication of the transmission device (third operating mode) but on the other hand the splashing losses, in particular compared to the first operating mode, which can be designed as a maximum power operating mode, are reduced and more is preferably still an operating mode provided (second operating mode) in which no splashing losses occur.

In der Regel wird bei einem herkömmlichen, also nicht erfindungsgemäßen, Getriebe der Schmiermittelfüllstand bei der Befüllung des Getriebes derart gewählt, dass dieser ausreicht, um einen Betrieb dieses Getriebes bei einer Maximalbelastung (Maximalleistungsbetriebsmodus) zu ermöglichen. Eine solche Befüllung führt im Umkehrschluss dazu, dass in Betriebszuständen des Getriebes, in welchen dieses nicht diesen Maximalbelastung unterworfen ist, ein Überangebot an Schmiermittel zur Verfügung steht, so dass insbesondere in diesen Fällen Plantsch- und Ölquetschverluste gegenüber einer bedarfsgerechten Schmierung erhöht sind, demgegenüber ermöglicht die Erfindung eine bedarfsgerechte oder wenigstens bedarfsorientierte Tauchschmierung der Getriebevorrichtung und damit eine Verringerung von in der Getriebevorrichtung auftretenden Verlusten.As a rule, in a conventional, ie not according to the invention, transmission, the lubricant fill level is selected when filling the transmission in such a way that it is sufficient to allow this transmission to be operated at maximum load (maximum power operating mode). Conversely, such a filling leads to an oversupply of lubricant being available in operating states of the transmission in which it is not subject to this maximum load, so that particularly in these cases splashing and oil crushing losses are increased compared to a needs-based lubrication, on the other hand made possible the invention provides a needs-based or at least needs-oriented splash lubrication of the transmission device and thus a reduction in losses occurring in the transmission device.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schmiermittelaufnahmeeinrichtung einen Schmiermittelausbringkörper auf, welcher in diesem Schmiermittelaufnahmeraum derart angeordnet ist, dass das Volumen des Schmiermittelaufnahmeraums, in welchem Schmiermittel aus dem Getriebegehäuseinnenraum aufnehmbar ist, mittels einer Bewegung des Schmiermittelausbringkörpers veränderbar ist. Anders gewendet, ist dieses Volumen des Schmiermittelaufnahmeraums durch den Schmiermittelausbringkörper verringert, so befindet sich „viel“ Schmiermittel im Getriebegehäuseinnenraum, ist dieses Volumen des Schmiermittelaufnahmeraums durch den Schmiermittelausbringkörper beziehungsweise durch dessen Stellung im Schmiermittelaufnahmeraum vergrößert, so befindet sich „wenig“ Schmiermittel im Getriebegehäuseinnenraum, ein derartiges Funktionsprinzip ist insbesondere von einer Einrichtung mit Zylinder und Verdrängerkolben allgemein bekannt. Insbesondere mittels einer derart ausgebildeten Schmiermittelaufnahmeeinrichtung ist es ermöglicht, auf besonders betriebssichere Art und Weise den Schmiermittelfüllstand im Getriebegehäuseinnenraum zu variieren.In a preferred embodiment of the invention, the lubricant receiving device has a lubricant dispensing body, which is arranged in this lubricant receiving space in such a way that the volume of the lubricant receiving space, in which lubricant can be received from the interior of the transmission housing, can be changed by moving the lubricant dispensing body. In other words, if this volume of the lubricant receiving space is reduced by the lubricant dispensing body, then there is “a lot” of lubricant in the interior of the gear housing. If this volume of the lubricant receiving space is increased by the lubricant dispensing body or its position in the lubricant receiving space, then there is “little” lubricant in the interior of the gear housing such a functional principle is generally known, in particular from a device with a cylinder and displacement piston. In particular, by means of a lubricant receiving device designed in this way, it is possible to vary the lubricant fill level in the interior of the transmission housing in a particularly reliable manner.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Getriebevorrichtung eine Schmiermittelverdrängereinrichtung auf. Im Sinne der Erfindung ist unter einer Schmiermittelverdrängereinrichtung eine Einrichtung zu verstehen, welche dazu eingerichtet ist, das zur Aufnahme des Schmiermittels im Getriebegehäuseinnenraum vorgesehene Volumen planmäßig zu verändern, um so den Schmiermittelfüllstand in diesem zu verändern.
Vorzugsweise ist die Schmiermittelverdrängereinrichtung in dem Getriebegehäuseinnenraum angeordnet, vorzugsweise ist diese wenigstens teilweise im Getriebegehäuseinnenraum angeordnet und weiter vorzugsweise ist diese vollständig im Getriebegehäuseinnenraum angeordnet. Weiter vorzugweise weist die Schmiermittelverdrängereinrichtung einen Schmiermittelverdrängerkörper mit einem veränderbaren Verdrängungsvolumen auf. Vorzugsweise weist dieser Schmiermittelverdrängerkörper im ersten Betriebsmodus ein erstes Verdrängervolumen auf, welches wenigstens teilweise und wenigstens zeitweise unterhalb des ersten Schmiermittelfüllstandes angeordnet ist und weiter ist dieser Schmiermittelverdrängerkörper zum Verdrängen von Schmierstoff im Getriebegehäuseinnenraum eingerichtet. Weiter vorzugsweise weist der Schmiermittelverdrängerkörper im zweiten Betriebsmodus ein zweites Verdrängervolumen auf, welches kleiner ist als das erste Verdrängervolumen. Insbesondere durch die Anordnung des Verdrängerkörpers im Getriebegehäuseinnenraum und dessen veränderliches Volumen (erstes Verdrängervolumen, zweites Verdrängervolumen) ist damit eine betriebssichere Möglichkeit geschaffen den Schmiermittelfüllstand im Getriebegehäuseinnenraum vom ersten Schmiermittelfüllstand auf den zweiten Schmiermittelfüllstand abzusenken beziehungsweise umgekehrt.In a preferred embodiment, the transmission device has a lubricant displacement device. For the purposes of the invention, a lubricant displacement device is understood to mean a device which is set up to change the volume provided for receiving the lubricant in the interior of the transmission housing in a planned manner, in order to change the level of the lubricant therein.
The lubricant displacement device is preferably arranged in the interior of the transmission housing, preferably it is arranged at least partially in the interior of the transmission housing and more preferably it is arranged completely in the interior of the transmission housing. Further preferably, the lubricant displacement device has a lubricant displacement body with a variable displacement volume. In the first operating mode, this lubricant displacement body preferably has a first displacement volume which is at least partially and at least temporarily below the first lubricant fill level, and this lubricant displacement body is also set up to displace lubricant in the interior of the transmission housing. More preferably, in the second operating mode, the lubricant displacement body has a second displacement volume that is smaller than the first displacement volume. In particular, the arrangement of the displacement body in the transmission housing interior and its variable volume (first displacement volume, second displacement volume) creates an operationally reliable possibility of lowering the lubricant fill level in the transmission housing interior from the first lubricant fill level to the second lubricant fill level or vice versa.

Weiter ist ein Verfahren zum Betrieb einer Getriebevorrichtung nach einer der zuvor erläuterten Ausführungsformen vorgeschlagen. Ein derartiges Verfahren ermöglicht den Betrieb einer Getriebevorrichtung mit Tauchschmierung, wobei die Tauchschmierung bedarfsgerecht beziehungsweise bedarfsorientiert erfolgen kann. Dabei ist es vorzugsweise vorgeschlagen, dass ein Schmierungsbedarf der Getriebevorrichtung ermittelt wird und dass dieser Schmierungsbedarf zum Verändern des Schmiermittelfüllstandes herangezogen wird. Vorzugsweise kann der Schmierungsbedarf anhand einer Lastanforderung ermittelt oder aus einem Kennfeld ausgelesen werden, weiter vorzugsweise kann der Schmierungsbedarf, wenigstens mittelbar, ermittelt werden, vorzugsweise erfolgt eine mittelbare Bestimmung des Schmierungsbedarfs anhand einer Temperaturmessung und bevorzugt anhand einer Schmiermitteltemperaturmessung, insbesondere besteht bei einer Erhöhung der Temperatur ein höherer Schmierungsbedarf. Befindet sich die Getriebevorrichtung im ersten Betriebsmodus (im Getriebegehäuseinnenraum ist der erste Schmiermittelfüllstand eingestellt) und wird mittels des Verfahrens zum Betrieb der Getriebevorrichtung erkannt, dass ein geringerer Schmierungsbedarf für die Getriebevorrichtung vorliegt, so senkt dieses Verfahren zum Betrieb der Getriebevorrichtung den Schmiermittelfüllstand im Getriebegehäuseinnenraum, vorzugsweise vom ersten auf den zweiten Schmiermittelfüllstand oder weiter vorzugsweise auf einen zwischen diesen beiden liegenden Schmiermittelfüllstand ab.A method for operating a transmission device according to one of the previously explained embodiments is also proposed. Such a method enables the operation of a transmission device with splash lubrication, with the splash lubrication being able to take place as required or as required. It is preferably proposed that a need for lubrication of the transmission device is determined and that this need for lubrication is used to change the level of lubricant. The need for lubrication can preferably be determined on the basis of a load requirement or can be read from a characteristic diagram, more preferably the need for lubrication can be determined at least indirectly, the need for lubrication is preferably determined indirectly on the basis of a temperature measurement and preferably on the basis of a lubricant temperature measurement, in particular when the temperature increases a higher need for lubrication. The transmission device is in the first operating mode (the first lubricant level is set in the transmission housing interior) and the method for operating the transmission device recognizes that there is less need for lubrication the transmission device is present, this method for operating the transmission device lowers the lubricant fill level in the interior of the transmission housing, preferably from the first to the second lubricant fill level or more preferably to a lubricant fill level between these two.

Nachfolgend sind einzelne Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert, es wird darauf hingewiesen, dass auch andere als die in den Figuren dargestellten Merkmalskombinationen möglich sind, dabei zeigt:

  • 1: eine Schnittdarstellung einer Getriebevorrichtung mit Schmiermittelverdrängereinrichtung,
  • 2: eine Schnittdarstellung einer Getriebevorrichtung mit Schmiermittelaufnahmeeinrichtung.
Individual features and embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. It is pointed out that combinations of features other than those shown in the figures are also possible.
  • 1 : a sectional view of a transmission device with a lubricant displacement device,
  • 2 : a sectional view of a transmission device with a lubricant receiving device.

In 1 ist eine Getriebevorrichtung im Schnitt dargestellt. In dem Getriebegehäuse 5 sind in dessen Getriebegehäuseinnenraum 1 das als Leistungsübertragungselement ausgebildete erste Zahnrad 2 und weitere Zahnräder 7 zur Übertragung von Antriebsleistung mit dieser Getriebevorrichtung angeordnet.In 1 a transmission device is shown in section. In the transmission housing 5, in the transmission housing interior 1, the first gear wheel 2, designed as a power transmission element, and further gear wheels 7 for the transmission of drive power with this transmission device are arranged.

Weiter ist in dem Getriebegehäuseinnenraum 1 eine Schmiermittelverdrängereinrichtung angeordnet, welche in einem ersten Zustand mit ihrem ersten Verdrängervolumen 3a und in einem zweiten Zustand mit ihrem zweiten Verdrängervolumen 3b dargestellt ist. Die Schmiermittelverdrängereinrichtung ist dabei in ihrem Verdrängervolumen zwischen den beiden Verdrängervolumen 3a, 3b variierbar. Im ersten Betriebsmodus der Getriebevorrichtung (Tauchschmierung) nimmt die Schmiermittelverdrängereinrichtung das erste Verdrängervolumen ein und verdrängt dabei so viel Schmierstoff, dass sich der erste Schmiermittelfüllstand 4a einstellt. Es ist erkennbar, dass das erste Zahnrad 2 im ersten Betriebsmodus der Getriebevorrichtung in das Schmiermittel 8, welches bis zum ersten Schmiermittelfüllstand 4a reicht, eintaucht.Furthermore, a lubricant displacement device is arranged in the transmission housing interior 1, which is shown in a first state with its first displacement volume 3a and in a second state with its second displacement volume 3b. The displacement volume of the lubricant displacement device can be varied between the two displacement volumes 3a, 3b. In the first operating mode of the transmission device (splash lubrication), the lubricant displacement device takes up the first displacement volume and displaces so much lubricant that the first lubricant filling level 4a is established. It can be seen that, in the first operating mode of the transmission device, the first gear wheel 2 is immersed in the lubricant 8, which reaches up to the first lubricant fill level 4a.

Im zweiten Betriebsmodus der Getriebevorrichtung nimmt die Schmiermittelverdrängereinrichtung das zweite Verdrängervolumen 3b ein, dabei ist erkennbar, dass dieses zweite Verdrängervolumen kleiner ist als das erste Verdrängervolumen 3a, in der vorliegenden Darstellung ist die Schmiermittelverdrängereinrichtung als eine wenigstens im wesentlichen kugelförmige Blase zu verstehen, diese kann auch eine an den Getriebegehäuseinnenraum angepasst Formgebung aufweisen. Aufgrund der Anordnung der Schmiermittelverdrängervorrichtung und des im zweiten Betriebsmodus gegenüber dem ersten Betriebsmodus verringerten zweiten Verdrängervolumens 3b, stellt sich in diesem zweiten Betriebsmodus der zweite Schmiermittelfüllstand 4b ein. Dieser zweite Schmiermittelfüllstand 4b liegt dabei in der dargestellten planmäßigen Einbau- und Betriebslage der Getriebevorrichtung erkennbar unterhalb des ersten Zahnrads 2, so dass dieses im Betrieb der Getriebevorrichtung nicht in den Schmierstoff 8 eintaucht und damit werden Plantschverluste in der Getriebevorrichtung verringert. Funktional wird durch die in dieser Ausführungsform erläuterte Schmiermittelverdrängereinrichtung, beziehungsweise durch die nachfolgend erläuterte Schmiermittelaufnahmeeinrichtung, ermöglicht, den Schmiermittelfüllstand in der Getriebevorrichtung zu variieren, obwohl das eingefüllte Schmiermittelvolumen beziehungsweise die eingefüllte Schmiermittelmenge konstant bleibt und weiter ist es so ermöglicht, eine Getriebevorrichtung mit bedarfsgerechter, beziehungsweise mit bedarfsorientierter, Tauchschmierung darzustellen, ohne dafür die eingefüllte Schmiermittelmenge zu verändern.In the second operating mode of the transmission device, the lubricant displacement device occupies the second displacement volume 3b. It can be seen that this second displacement volume is smaller than the first displacement volume 3a have a shape adapted to the interior of the transmission housing. Due to the arrangement of the lubricant displacement device and the second displacement volume 3b, which is reduced in the second operating mode compared to the first operating mode, the second lubricant fill level 4b is set in this second operating mode. This second lubricant fill level 4b is in the shown planned installation and operating position of the transmission device recognizable below the first gear 2, so that this is not immersed in the operation of the transmission device in the lubricant 8 and splashing losses in the transmission device are reduced. Functionally, the lubricant displacement device explained in this embodiment, or the lubricant receiving device explained below, makes it possible to vary the lubricant fill level in the transmission device, although the lubricant volume or quantity of lubricant filled in remains constant with demand-oriented splash lubrication without changing the amount of lubricant filled in.

Nachfolgend wird auf die in 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung eingegangen, dabei wird im Wesentlichen auf die Unterschiede zu der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung eingegangen.Reference is made below to the in 2 illustrated embodiment of the invention, it is essentially on the differences to the 1 illustrated embodiment of the invention received.

In, beziehungsweise an, dem Getriebegehäuse 5 ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung eine Schmiermittelaufnahmeeinrichtung 6 angeordnet, welche einen Schmiermittelaufnahmeraum 6c aufweist und einen als Kolben ausgebildeten Schmiermittelverdrängerkörper aufweist, wobei dieser Kolben in seiner ersten Endstellung 6a, welche dieser im ersten Betriebsmodus einnimmt, und in seiner zweiten Endstellung 6b, welche dieser im zweiten Betriebsmodus einnimmt, dargestellt ist.In this embodiment of the invention, a lubricant receiving device 6 is arranged in or on the transmission housing 5, which has a lubricant receiving space 6c and a lubricant displacement body designed as a piston, with this piston in its first end position 6a, which it occupies in the first operating mode, and in its second end position 6b, which this occupies in the second operating mode, is shown.

Befindet sich der Kolben in seiner ersten Endstellung 6a ist im ersten Betriebsmodus der Schmierstoff 8 aus dem Schmiermittelaufnahmeraum 6c in den Getriebegehäuseinnenraum 1 ausgebracht und es stellt sich der erste Schmiermittelfüllstand 4a ein. Befindet sich der Kolben in seiner zweiten Endstellung 6b ist im zweiten Betriebsmodus Schmierstoff 8 in dem Schmiermittelaufnahmeraum 6c aus dem Getriebegehäuseinnenraum 1 aufgenommen und es stellt sich so der zweite Schmiermittelfüllstand 4b ein. Anders gewendet kann die Bewegung des Kolbens zwischen dessen Endpositionen 6a und 6b als eine Volumenveränderung des Getriebegehäuseinnenraums 1 verstanden werden, welche zu einer Veränderung des Schmiermittelfüllstandes führt. Dabei ergeben sich mit der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung die gleichen Funktionalitäten wie mit der in 1 dargestellten Ausführungsform.If the piston is in its first end position 6a, the lubricant 8 is discharged from the lubricant receiving space 6c into the transmission housing interior 1 in the first operating mode, and the first lubricant fill level 4a is established. If the piston is in its second end position 6b, lubricant 8 is received in the lubricant receiving space 6c from the transmission housing interior 1 in the second operating mode, and the second lubricant fill level 4b is thus established. In other words, the movement of the piston between its end positions 6a and 6b can be understood as a change in volume of the interior space 1 of the transmission housing, which leads to a change in the level of lubricant. This results in the in 2 embodiment of the invention shown has the same functionalities as with the in 1 illustrated embodiment.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102015118203 A1 [0001]DE 102015118203 A1 [0001]

Claims (6)

Getriebevorrichtung mit einem Getriebegehäuse (5) mit einem Schmiermittelhaushalt, wobei das Getriebegehäuse einen Getriebegehäuseinnenraum (1) aufweist, in welchem ein Schmiermittel (8) zur Schmierung wenigstens eines in diesem Getriebegehäuseinnenraum angeordneten Leistungsübertragungselements aufgenommen ist und wobei in einem ersten Betriebsmodus der Getriebevorrichtung das Schmiermittel (8) einen ersten Schmiermittelfüllstand (4a) in diesem Getriebegehäuseinnenraum (1) aufweist und wobei das Leistungsübertragungselement im planmäßigen Betrieb der Getriebevorrichtung wenigstens teilweise unterhalb dieses ersten Schmiermittelfüllstandes (4a) angeordnet ist und somit im ersten Betriebsmodus in das Schmiermittel (8) eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung einen zweiten Betriebsmodus aufweist, dass das Schmiermittel (8) in diesem zweiten Betriebsmodus einen zweiten Schmiermittelfüllstand (4b) aufweist, welcher gegenüber dem ersten Schmiermittelfüllstand (4a) abgesenkt ist.Transmission device with a transmission housing (5) with a lubricant balance, wherein the transmission housing has a transmission housing interior (1) in which a lubricant (8) for lubricating at least one power transmission element arranged in this transmission housing interior is accommodated and wherein in a first operating mode of the transmission device the lubricant ( 8) has a first lubricant filling level (4a) in this transmission housing interior (1) and wherein the power transmission element is arranged at least partially below this first lubricant filling level (4a) during scheduled operation of the transmission device and is thus immersed in the lubricant (8) in the first operating mode, characterized in that that the transmission device has a second operating mode, that the lubricant (8) in this second operating mode has a second lubricant level (4b), which compared to the first lubricant level (4a) from is lowered. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass im zweiten Betriebsmodus der zweite Schmiermittelfüllstand (4b) soweit gegenüber dem ersten Schmiermittelfüllstand (4a), welcher im ersten Betriebsmodus eingestellt ist, abgesenkt ist, dass das Leistungsübertragungselement im planmäßigen Betrieb der Getriebevorrichtung vollständig oberhalb des zweiten Schmiermittelfüllstandes (4b) liegt.transmission device claim 1 , characterized in that in the second operating mode the second lubricant fill level (4b) is lowered than the first lubricant fill level (4a), which is set in the first operating mode, so that the power transmission element is completely above the second lubricant fill level (4b) during scheduled operation of the transmission device. Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass diese, zum Verändern des Schmiermittelfüllstandes vom ersten (4a) zum zweiten (4b) Schmiermittelfüllstand, eine Schmiermittelaufnahmeeinrichtung (6) aufweist, dass die Schmiermittelaufnahmeeinrichtung (6) wenigsten einen Schmiermittelaufnahmeraum (6c) aufweist, dass im ersten Betriebsmodus Schmiermittel (8) aus diesem Schmiermittelaufnahmeraum (6c) in den Getriebegehäuseinnenraum (1) ausgebracht ist und dass im zweiten Betriebsmodus Schmiermittel (8) aus dem Getriebegehäuseinnenraum (1) in den wenigstens einen Schmiermittelaufnahmeraum (6c) aufgenommen ist, so dass der Schmiermittelfüllstand dadurch im zweiten Betriebsmodus vom ersten Schmiermittelfüllstand (4a) auf den zweiten Schmiermittelfüllstand (4b) abgesenkt ist.Transmission device according to one of the preceding claims, characterized marked that this has a lubricant receiving device (6) for changing the lubricant filling level from the first (4a) to the second (4b) lubricant filling level, that the lubricant receiving device (6) has at least one lubricant receiving space (6c), that in the first operating mode lubricant (8) from this lubricant receiving space (6c) is introduced into the transmission housing interior (1) and that in the second operating mode lubricant (8) from the transmission housing interior (1) is received in the at least one lubricant receiving space (6c), so that the lubricant fill level is thereby lowered in the second operating mode from the first lubricant fill level (4a) to the second lubricant fill level (4b). Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet die Schmiermittelaufnahmeeinrichtung (6) einen Schmiermittelausbringkörper aufweist und dass mit dem Schmiermittelausbringkörper ein Volumen des Schmiermittelaufnahmeraums (6c), in welchem Schmiermittel (8) aus dem Getriebegehäuseinnenraum (1) aufnehmbar ist, veränderbar ist.Transmission device according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the lubricant receiving device (6) has a lubricant dispensing body and that a volume of the lubricant receiving space (6c), in which lubricant (8) from the transmission housing interior (1) can be received, can be changed with the lubricant dispensing body. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Schmiermittelverdrängereinrichtung (3) aufweist, dass die Schmiermittelverdrängereinrichtung (3) in dem Getriebegehäuseinnenraum (1) angeordnet ist, dass die Schmiermittelverdrängereinrichtung (3) einen Schmiermittelverdrängerkörper mit einem veränderbaren Verdrängungsvolumen aufweist und dass dieser Schmiermittelverdrängerkörper im ersten Betriebsmodus ein erstes Verdrängervolumen (3a) aufweist, wenigstens teilweise unterhalb des ersten Schmiermittelfüllstandes (4a) angeordnet und zum Verdrängen von Schmierstoff (8) im Getriebegehäuseinnenraum (1) eingerichtet ist, und dass der Schmiermittelverdrängerkörper im zweiten Betriebsmodus ein zweites Verdrängervolumen (3b) aufweist, welches kleiner ist als das erste Verdrängervolumen (3a), so dass der Schmiermittelfüllstand im Getriebegehäuseinnenraum (1) dadurch vom ersten Schmiermittelfüllstand (4a) auf den zweiten Schmiermittelfüllstand (4b) abgesenkt ist.transmission device claim 1 , characterized in that it has a lubricant displacement device (3), that the lubricant displacement device (3) is arranged in the transmission housing interior (1), that the lubricant displacement device (3) has a lubricant displacement body with a variable displacement volume and that this lubricant displacement body has a first operating mode displacement volume (3a), is arranged at least partially below the first lubricant filling level (4a) and is set up for displacing lubricant (8) in the transmission housing interior (1), and that the lubricant displacement body has a second displacement volume (3b) in the second operating mode, which is smaller as the first displacement volume (3a), so that the lubricant fill level in the transmission housing interior (1) is thereby lowered from the first lubricant fill level (4a) to the second lubricant fill level (4b). Verfahren zum Betrieb einer Getriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Überführen der Getriebevorrichtung aus dem ersten in den zweiten Betriebsmodus mit den Schritten Erkennen des zweiten Betriebsmodus, Absenken des Schmiermittelfüllstands vom ersten (4a) auf den zweiten (4b) Schmiermittelfüllstand.Method for operating a transmission device according to one of the preceding claims for transferring the transmission device from the first to the second operating mode with the steps detection of the second operating mode, Lowering the lubricant level from the first (4a) to the second (4b) lubricant level.
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