DE10329214A1

DE10329214A1 - Sammelbehälter für Spritzöl

Info

Publication number: DE10329214A1
Application number: DE2003129214
Authority: DE
Inventors: Oliver Dipl.-Ing. Fuchs
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-06-28
Filing date: 2003-06-28
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-29
Also published as: DE10329214B4

Abstract

Die Erfindung betrifft vorteilhafterweise ein stufenlos einstellbares Umschlingungsgetriebe mit einem Variator (5), welcher zumindest aus einer Antriebswelle (10), einer Abtriebswelle (4) und darauf gelagerten Kegelscheiben (6, 8, 9, 14) besteht. Dabei wird erfindungsgemäß das von einer der Kegelscheiben (6, 8, 9, 14) abspritzende Öl aufgenommen und in einem Sammelbehälter (3) gespeichert. Über eine vorteilhafterweise regelbare Auslassöffnung (13) fließt das Öl wieder in die Ölwanne.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sammeln von Spritzöl in Fahrzeuggetrieben, im Besonderen bei stufenlos verstellbaren Umschlingungsgetrieben.
Ein Auffangbehälter für Spritzöl ist aus der DE 37 05 607 A1 bekannt. Dort wird Getriebeöl durch die Rotation eines Tellerrades an die Gehäusewand geschleudert. Dieses Öl wird dann in einen Sammelbehälter gesammelt und von dort über Ölkanäle an die Außenringe zweier Kegelrollenlager geleitet, um die Lagerung zu schmieren. Das Restöl wird weiter an die Getriebeölwanne geleitet.
Getriebe müssen auch bei besonders kalten Außentemperaturen problemlos funktionieren. Diese Anforderung wird unter der Bezeichnung 'Kaltstart' überprüft und beschreibt üblicherweise ein Start des Getriebes bei ca. –40 bis –30 °C. Wenn ein Getriebe nun bei solch einer geringen Temperatur betrieben werden soll, ist für einen optimalen Betrieb eine besonders große Ölmenge notwendig. Dies beruht darauf, dass das Öl, solange es kalt ist, eine hohe Viskosität besitzt. Das Öl wird üblicherweise durch eine Ölpumpe aus einer Ölwanne gesaugt und die jeweiligen Getriebebauteile damit geschmiert bzw. bedruckt. Auf Grund der hohen Viskosität des Öles unter Kaltstartbedingung dauert es aber relativ lange, bis das Öl wieder in die Ölwanne zurückfließt. Dies kann bei einer zu kleinen Ölmenge dazu führen, dass das Getriebe bei einem Kaltstart nicht immer mit ausreichend Schmier- bzw. Drucköl versorgt ist.
Bei einer Betriebstemperatur von ungefähr 100 °C dagegen sinkt die Viskosität des Öles stark herab. Auf Grund dieser dann niedrigen Viskosität fließt das Öl schnell aus den Schmierstellen des Getriebes in den Ölsumpf zurück. Außerdem vergrößert sich bei steigender Temperatur das Ölvolumen. Diese beiden Umstände führen dazu, dass der Ölstand in der Ölwanne bei einem warmen Getriebe im Vergleich zu einem Getriebe unter Kaltstartbedingungen höher ist.
Wenn nun der Ölstand steigt, ist darauf zu achten, dass keine sich schnell drehenden Getriebeteile bis in den Ölsumpf reichen. Wenn das geschieht, fängt das jeweilige Bauteil an in dem stehenden Ölsumpf zu stampfen und schäumt das Getriebeöl auf. Das so aufgeschäumte Öl kann sich im gesamten Getrieberaum verteilen und sich z. B. so weit ausdehnen, dass es aus der Entlüftungsöffnung des Getriebes austritt. Dies ist unter anderem aus ökologischen wie auch ökonomischen Gründen dringend zu vermeiden. Außerdem wird durch solch ein Stampfen der Wirkungsgrad des Getriebes verschlechtert und die Schmiereigenschaften des Öles verringert. Dazu kommt, das das Öl durch ein Stampfen schneller altert.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Ölversorgung für ein Getriebe zu ermöglichen, bei der der Ölstand im warmen wie im kalten Zustand möglichst ausgeglichen ist.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach dem Hauptanspruch gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Dabei wird erfindungsgemäß über eine spezielle Auffangvorrichtung Spritzöl in einem Sammelbehälter gespeichert und vorzugsweise nach Bedarf wieder abgegeben, womit sich die maximal einfüllbare Ölmenge erhöht.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird vorteilhafter Weise Spritzöl über eine Auffangvorrichtung aufgefangen und in einen Sammelbehälter weitergeleitet. Der Sammelbehälter ist wiederum über eine Ausflussöffnung mit der Ölwanne verbunden und verfügt im Vergleich zum bekannten Stand der Technik über ein wesentlich größeres Volumen. Dadurch kann eine merklich größere Ölmenge gesammelt werden.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Sammelbehälters kann ein bestimmtes Ölvolumen speziell für Kaltstartvorgänge zur Verfügung gestellt werden, welches unter anderen Bedingungen im Sammelbehälter zwischengespeichert bleiben. Wenn das Getriebe nicht mehr angetrieben wird, fließt das gesamte Öl aus dem Sammelbehälter in die Ölwanne zurück, ohne dass neues Spritzöl gesammelt werden kann. Dadurch erhöht sich der Ölstand in der Ölwanne bei Getriebestillstand.
Damit wird eine Schmierung bzw. Bedruckung aller relevanten Teile im Getriebe unter allen Bedingungen sichergestellt. Unter Kaltstartbedingung ist ein erhöhter Ölstand sichergestellt und bei normaler Betriebstemperatur wird ein nachteilhaftes Stampfen drehender Getriebeteile im Öl verhindert, indem eine bestimmte Ölmenge während des Betriebes im Sammelbehälter gespeichert wird.
Die Geschwindigkeit der Abgabe des im Sammelbehälter gesammelten Öles kann man z. B. über den Querschnitt der Austrittsöffnung einstellen. Die Aufnahme des Spritzöles kann vorteilhafter Weise über verschiedene Parameter geregelt werden. Ein möglicher Parameter ist das Übersetzungs verhältnis, ein anderer der Ölstand in der Ölwanne oder auch die Temperatur des Getriebeöles.
In den Figuren wird eine vorteilhafte Ausführung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Draufsicht der Auffangvorrichtung;
2 eine perspektivische Darstellung der Auffangvorrichtung und
3 eine vorteilhafte Anordnung der Auffangvorrichtung in einem stufenlosen Getriebe.
1 zeigt die Draufsicht einer erfindungsmäßigen Auffangvorrichtung 1. Diese besteht aus einer Nase 2, welche über einen Auffangbehälter 3 hinausragt. Das abspritzende Öl einer Variatorscheibe kann so von der Nase 2 aufgenommen und an den Auffangbehälter 3 abgegeben werden.
2 zeigt die erfindungsgemäße Auffangvorrichtung in perspektivischer Ansicht. Auch hier ist zu sehen, wie die Nase 2 über den Auffangbehälter 3 hinausragt.
In 3 wird eine vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt. Auf einer Abtriebswelle 4 eines Variators 5 eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes ist eine feststehende sowie eine axial verschiebbare Kegelscheibe 14, 6 angebracht. Mit Moment beaufschlagt wird die Antriebswelle 4 über ein Umschlingungsmittel 7, welches über Kegelscheiben 8, 9 einer Antriebswelle 10 angetrieben wird. Die erfindungsgemäße Auffangvorrichtung 1 ist über der axial beweglichen Kegelscheibe 6 angebracht, unterhalb der Kegelscheiben 14, 6 liegt eine Ölwanne 11. Das von der Kegelscheibe 6 abspritzende Öl wird von der Nase 2 zu einem Teil aufgenommen und an einen Auffangbehälter 3 abgegeben. Von dem Auffangbehälter 3 wird das aufgenommene Öl an den Sammelbehälter 12 weitergeleitet. Über eine Auslassöffnung 13 wird das Öl an die Ölwanne 11 wieder abgegeben. Mit dieser Anordnung kann eine von der Übersetzung abhängige Funktion der Auffangvorrichtung 1 erreicht werden. Je nachdem, in welcher axialen Position sich die axial bewegliche Kegelscheibe 6 befindet, wird von dem Öl, welches von der Kegelscheibe 6 abspritzt ein größerer oder geringerer Teil durch die Nase 2 aufgefangen. Die Nase 2 kann beispielsweise so eingestellt werden, dass das abspritzende Öl nur in einem ganz bestimmten Übersetzungsbereich aufgefangen wird. Dieser Übersetzungsbereich ist vorteilhafter Weise zwischen einer Übersetzung von i = 1 bis hin zu minimal möglichen Übersetzung. In 3 sind die Kegelscheiben in einer geringen Übersetzung dargestellt. Wenn das Getriebe beim Anfahren aus dem Stillstand, also bei maximaler Übersetzung mit einem Drehmoment beaufschlagt wird, ist der axiale Abstand der Kegelscheiben 14, 6 minimal. Die Nase 2 kann in diesem Zustand kein Spritzöl der axial beweglichen Kegelscheibe 6 aufnehmen, da dies in axialer Richtung so weit in Richtung der fest stehenden Kegelscheibe 14 verschoben ist, dass das Spritzöl der Kegelscheibe 6 die Nase 2 nicht mehr erreicht. Das Spritzöl wird also während des Anfahrvorganges nicht gesammelt. Dies ist besonders vorteilhaft, da gerade beim Anfahren der Ölbedarf hoch ist, damit von der Pumpe direkt Schmier- bzw. Drucköl angesaugt werden kann. Auch wenn die Kegelscheiben 14, 6 beim Anfahren aus dem Stillstand bis in den stehenden Ölsumpf der Ölwanne reichen ist das nicht kritisch. In diesem Zustand ist die Drehzahl der Abtriebsscheiben 14, 6 gering und somit hat auch das Stampfen der Abtriebsscheiben 14, 6 im Ölsumpf keine große Auswirkung.

1: Auffangvorrichtung
2: Auffangnase
3: Auffangbehälter
4: Antriebswelle
5: Variator
6: Kegelscheibe
7: Umschlingungsmittel
8: Kegelscheibe
9: Kegelscheibe
10: Antriebswelle
11: Ölwanne
12: Sammelbehälter
13: Ausflussöffnung
14: Kegelscheibe

Claims

Stufenlos einstellbares Umschlingungsgetriebe mit einem Variator, bestehend aus zumindest einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle und darauf gelagerten Kegelscheiben, dadurch gekennzeichnet, dass das von mindestens einer der Kegelscheiben (6, 8, 9, 14) abspritzende Öl teilweise von einer Auffangvorrichtung (1) aufgenommen und in einem Sammelbehälter (12) gesammelt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der verstellbaren Kegelscheibe (6) einer Abtriebswelle (4) abspritzende Öl gesammelt wird.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abspritzende Öl durch die Auffangvorrichtung (1) gesammelt wird, welche in axialer Richtung der Kegelscheiben (6, 14) aus dem Sammelbehälter (12) herausragt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung (1) aus einer Nase (2) und einem Auffangbehälter (3) besteht und mit dem Sammelbehälter (12) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gesammelte Öl in eine Ölwanne (11) abgeleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gesammelte Öl über eine einstellbare Ausflussöffnung (13) in die Ölwanne (11) geleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der einstellbaren Ausflussöffnung (13) von der Öltemperatur abhängig verstellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Ausflussöffnung (13) bei niedriger Temperatur groß und bei hoher Temperatur klein ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aufzunehmende Anteil des Spritzöls vom Übersetzungsbereich des Getriebes abhängt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nur in einem bestimmten Übersetzungsbereich Spritzöl von der Auffangvorrichtung (1) aufgenommen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von der Auffangvorrichtung (1) nur in einem Übersetzungsbereich von i = 1 bis i = min Spritzöl aufgenommen wird.