DE1755164C3

DE1755164C3 - Ölkreislauf für ein Trockensumpf-Wechselgetriebe mit mindestens einer hydrodynamischen Einrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1755164C3
Application number: DE19681755164
Authority: DE
Inventors: Artur 8901 Hainhofen Kugler; Franz Xaver 8900 Augsburg Zaunberger
Original assignee: Zahnraederfabrik Renk AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1968-04-06
Filing date: 1968-04-06
Publication date: 1978-08-03
Also published as: DE1755164A1; DE1755164B2

Description

2. ölkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Drucköls im Druckölsammelbehälter (4) über ein an seinen Luftraum (5) angeschlossenes Druckbegrenzungsventil (6) geregelt und die durch dieses Druckbegrenzungsventil abgelassene Druckluft wieder in den Getrieberaum (7) zurückgeleitet wird,

3. ölkreMauf nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 unJ 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Druckölsammelbehälters (4) nach der im Wechselgetriebe vorhandenen ölmenge so bemessen ist, daß mit der im Druckölsammelbehälter (4) bei seiner völligen Entleerung vorhandenen Luftmenge und der beim völligen Leerpumpen des ölsumpfes (2) des Wechselgetriebes in den Druckölsammelbehälter (4) von der Lenzpumpe (3) geförderten ölmenge bereits der Ansprechdruck des Dnickbegrenzungsventils (6) erreicht wird.

4. ölkreislauf nacii Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamischen Eifi.ichtungen (8) je über ein steuerbares Schaltventil (10) an den ölraum des Druckölsammelbehälters (4) angeschlossen sind.

5. ölkreislauf nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Wärmeabfuhr aus der hydrodynamischen Einrichtung (8) durch diesen dauernd hindurchfließenden Druckölstrom in den ölsumpf (2) des Wechselgetriebes abläuft und/oder bei großem Durchstrom durch die in der hydrodynamischen Einrichtung (8) durch seine Funktion entstehende Drucksteigerung direkt in den Druckölsammelbehälter (4) zurückgefördert wird.

6. ölkreislauf nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weitere ölverbraucher, wie Schmierstellen (14), ohne eigene Pumpe über Leitungen (13) an den Druckölsammelbehälter (4) angeschlossen sind.

7. öikreislauf nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Betriebsölpumpen (15) für ölverbrauchende Getriebeelemente (1"), die Drucköl mit einem höheren Druck als dem des Drucköls im Druckölsammelbehälter (4) vorhandenen Druck benötigen, an den ölraum des Druckölsammelbehälters (4) angeschlossen sind und daß an jede von einer Betriebsölpumpe (15) beaufschlagte Steuerieitung (16) ein Druckbegrenzungsventil (18) angeschlossen ist, über das das überschüssig geförderte Drucköl zum Druckölsammelbehälter(4) abfließt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen ölkreislauf für ein Trockensumpf-Wechselgetriebe mit mindestens einer hydrodynamischen Einrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem das aus dem Wechselgetriebe abfließende und im Trockensumpf sich sammelnde öl über mindestens eine Lenzpumpe in einen vom ölsumpfraum getrennten ölsammelbehälter gefördert wird, von dem aus die Versorgung der einzelnen Verbraucher erfolgt

Ό Getriebe, insbesondere bei geländegängigen Fahrzeugen, die auch in extremen Schräglagen absolut funktionsfähig bleiben müssen und an deren Unterseite kein Raum für einen entsprechend großen Ölsammelbehälter zur Verfügung steht, werden in bekannter Weise als sogenannte Trockensumpf-Getriebe ausgeführt Bei ihnen wird das aus dem Getriebe ab- und im Trockensumpf zusammenfließende öl durch eine oder mehrere Lenzpumpen in einen vom ölsumpfraum getrennten drucklosen Behälter gefördert ui.d von ihm aus durch Betriebsölpumpen den einzelnen ölverbraucherstellen zugeführt

Bei einer bekannten Schmiereinrichtung nach der US-PS 27 43 627 wird das Drucköl durch eine Lenzpumpe in einen drucklosen Vorratsbehälter zurückgepumpt Ein sich im Getrieberaum ausbildender Druck dient lediglich dazu, das darin befindliche öl in den Vorratsbehälter zu drücken.

Bei einem Getriebe nach der US-PS 25 96 231 wird ein völlig mit öl gefüllter Raum mittels eines Federdruckspeichers unter Druck gehalten, der aber nicht als ein vom ölsumpfraum getrennter ölsammelbehälter ausgebildet ist.

Die DE-PS 8 73 776 umfaßt den eingangs erwähnten Stand der Technik bei Flugmotoren.

J5 Die bekannten Maßnahmen dienen lediglich dazu, den Ölspiegel im Getrieberaum auf einer bestimmten Höhe zu halten bzw. zu begrenzen oder einen kontinuierlichen Förderstrom der Hauptölversorgung unter Zuhilfenahme zusätzlicher Ölpumpen oder Federdruckspeicher zu ermöglichen. Jede der Betriebsölpumpen muß für den maximalen Bedarf der ihr zugeordneten ölverbrauchsslellen bemessen sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ölkreislaufsystem zu finden, das mit den geringsten Abmessungen dieser ölpumpen auskommt bzw. sie überhaupt nicht mehr benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem eingangs erwähnten Stand der Technik aus. Die Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem ™ Kennzeichen des Hauptpatentanspruchs.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des ölsammelbehällers des Ölkreislaufes als Druckölsammelbehälter im Sinne eines Windkessels ist es möglich, aus ihm ohne weitere Pumpen nahezu schlagartig eine große ölmenge zum Füllen hydrodynamischer Einrichtungen zu entnehmen, wobei die Steuerung der ölentnahme und damit der Füllung der hydrodynamischen Einrichtungen lediglich durch Schaltventile zu erfolgen braucht.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Arbeit der hydrodynamischen Einrichtung ensteht in seinem Kreislauf Wärme, die üblicherweise durch einen dauernden öldurchfluß abgeführt wird. Dieser dauernde öldurchfluß kann beim ölkreislauf h5 nach der Erfindung ebenfalls ohne eine weitere Pumpe durch den Druck im Druckölsammelbehälter bewirkt Werden.

Ist die hydrodynamische Einrichtung eine hydrodyna-

mische Kupplung, so ist die Verlustwürmemenge und damit die erforderliche ÖJdurchsatzmenge nicht groß, so daß diese durch im Gehäuseaußenmantel der hydrodynamischen Einrichtung befindliche kleine Bohrungen in den Getrieberaum und ölsumpf abfließen kann.

1st die hydrodynamische Einrichtung jedoch eine hydrodynamische Bremse, so ist allerdings zur Abfuhr der durch die Bremsarbeit entstehenden Wärmemenge ein erhebliche öldurchsatz nötig. Es wäre auch hier an sich möglich, diese ölmenge in den Getrieberaum und ölsumpf ablaufen zu lassen, dann müßte aber diese ölmenge von der Lenzpumpe wieder in den Druckölsammelbehälter zurückgefördert werden, was eine entsprechende Dimensionierung der Lenzpumpe sowie einen Leistungsaufwand erfordern würde. Mit dem ölkreislauf nach der Erfindung wird daher zur Vermeidung dieses Aufwandes vorgezogen, die im gefüllten hydrodynamischen Kreislauf durch seine Rotation und Funktion entstehende Drucksteigerung auszunutzen und durch diese ohne eine weitere Pumpe die zur Wärmeabfuhr erforderliche ölmenge in stetem Kreislauf vom Druckölsammelbehälter widder direkt zum Druckölsammelbehälter zurückzufordern.

Die Kühlung des bei seiner Arbeit im Getriebe erwärmten und von der Lenzpumpe in den Druckölsammelbehälter geförderten Öls erfolgt bei der erfindungsgemäßen Anwendung eines Druckölsammelbehälters zweckmäßig in einem Nebenkreislauf, in dem eine Kühlkreislaufpumpe öl aus dem Druckölsammelbehälter ansaugt und durch einen Kühler wieder in den Sammelbehälter zurückpumpt.

Der ölkreislauf nach der Erfindung benötigt also nur noch für einen oder einige wenige ölverbraucher im Getriebe mit hohem Öldruckbedarf eigene und dann meist relativ kleine Betriebsölpumpen, während die meisten ölverbraucherstellen, insbesondere die plötzlich zu ihrer Füllung viel öl benötigenden hydrodynamischen Einrichtungen, ohne bzw. mit der Dazwischenschaltung eines Schaltventils ohne weitere Pumpen direkt von. Druckölsammelbehälter versorgt werden.

Die einzelne Lenzpumpe muß lediglich die ölmenge fördern, die dauernd aus den hydrodynamischen Einrichtungen und den Schmierstellen in den Getrieberaum und den ölsumpf abfließt sowie durchschnittlich von den weiteren durch Betriebsölpumpen beaufschlagten, abei meist nicht dauernd in Arbeit befindlichen Ölverbrauchsstellen benötigt wird.

Das Volumen des Dpjckölsammelbehälters ist nach der im Getriebe vorhandenen ölmenge so bemessen, daß mit der im Druckölsammelbehälter bei seiner völligen Entleerung vorhandenen Luftmenge und der beim völligen Leerpunipen des ölsumpfes in den Druckölsammelbehälter von der Lenzpumpe geförderten ölmenge bereits der Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils erreicht wird. Durch diese Maßnahme ist bei minimalster Auslegung der Lenzpumpe ein schnellstmögliches Füllen des Druckölsammelbehälters gewährleistet.

Es hat sich gezeigt, daß der ölkreislauf gemäß der Erfindung alle eingangs dargelegten Forderungen mit geringstem Bau- und Gewichtsaufwand bei kleinstem Platzbedarf funktionssicher erfüllt.

In den Zeichnungen sind in ihr der Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele eines Ölkreislaufes nach der Erfindung schematisch dargestellt, und /warzeigt

Abb. I einen ölkrelfiauf eines Trockensumüf-Wechselgetriebes mit einer hydrodynamischen Kupplung sowie die einzelnen ölkreisläufe, mit der Anordnung eines Druckölaammelbehälters und die A b b, 2 einen ölkreislauf eines Trockensumpf-Wech selgetriebes mit einer hydrodynamischen Bremse großen Flüssigkeitsdurchsatzes sowie die einzelnen Ölkreisläufe mit der Anordnung eines Druckölsammelbehälters.
Die A b b. 1 zeigt einen ölkreislauf mit einem Getriebegehäuse 1, aus dessen ölsumpf 2 eine Lenzpumpe 3 das aus den einzelnen Getriebeelementen ablaufende und in ihm zusammenfließende öl sowie, je nach dem Ölstand, auch Luft ansaugt und das Öl-Luft-Gemisch in einem Luftraum 5 eines wie ein Windkessel wirkenden Druckölsammelbehälters 4 fördert, in dem sich dann Drucköl und Druckluft voneinander trennen. An den Luftraum 5 des Druckölsammelbehälters 4 ist ein Druckbegrenzungsventil 6 angeschlossen, das den Druck der Druckluft in diesem auf einen vorbestimmten Wert regelt und die überschüssige Druckluft in einem Wec^u:,elgetrieberaum 7 entweichen läßt.

Zur Füllung der im Wechselgetriebe befindlichen hydrodynamischen Einrichtung 8, z. B. einer hydrodynamischen Kupplung, wird diesem das im Druckölsammelbehälter 4 unter Druck stehende Drucköl durch eine Fülleitung 9 und ein gesteuertes 2/2-Wege-Schaltventil 10 ohne eine weiter erforderliche Pumpe selbsttätig und rasch zugeführt.

Die Entlüftung der hydrodynamischen Einrichtung bei ihrer Füllung erfolgt durch eine Enttüftungsleitung 1 >., ebenso die Belüftung bei ihrer Entleerung.

Die die hydrodynamische Einrichtung zu ihrer Kühlung dauernd durchfließende ölmenge, die ebenfalls

J5 vom Druckölsammelbehälter ohne weiteren Pumpenaufwand erbracht wird, läuft, wenn sie, wie z. B. bei einer hydrodynamischen Kupplung, nicht groß ist, durch im Gehäuse der hydrodynamischen Einrichtung 8 befindliche kleine Bohrungen 12 in den ölsumpf 2 ab.

Vom Druckölsammelbehälter 4 ohne eine weitere Pumpe direkt versorgt, wird auch eine über eine Schmierleitung 13 angeschlossene Schmierstelle 14 z. B.

eine ölbrause für ein Zahnräderpaar.

Zur Belieferung eines Getriebeelementes mit öl, das zu seiner Funktion einen höheren als im Druckölsammelbehälter 4 vorhandenen Öldruck benötigt, z. B. einer hydraulischen Steuereinrichtung, fördert eine Betriebsölpumpe 15 Drucköl aus dem Druckölsammelbehälter 4 durch eine Steuerleitung 16 zu diesem Getriebeelement

5ü 17, von dem aus das öl wieder in den Getrieberaum 7 abläuft. Der Druck des Steuerdrucköls in der Steuerleitung 16 wird durch im Druckbegrenzungsventil 18, dessen Ablauf zum Druckölsammelbehälter 4 zurückführt, auf einen vorbestimmten Wert geregelt.

Das durch seine Arbeitsvorrichtung im Wechseigetriebe erwärmte und von der Lenzpumpe 3 in den Druckölsammelbehälter 4 zurückgeförderte öl wird in einem Nebenkreislauf Druckölsammelbehälter 4 — Kühlkreislaufpumpe 19 — Kühler 20 — Drucksamme!- behälter 4 gekül It.

Die Lenzpumpe 3 muß bei der hier gezeigten Anordnung lediglich die ölmenge fördern, die dauernd durch die hydrodynamische Einrichtung 8 und die Schmierstelle 14 fließt sowie durchschnittlich von dem

f>> weiteren nicht dauernd betriebenen Getriebeelement 17 benötigt wird.

Das Volumen des Druckölsammelbehälters 4 ist nach der im Wechselgetriebe vorhandenen ölmenee so

bemessen, daß mit der im Druckölsammelbehälter 4 bei seiner völligen Entleerung vorhandenen Luftmenge und der beim völligen Leerpumpen des ölsumpfes 2 in den Druckölsammelbehälter 4 von der Lenzpumpe 3 geförderten ölmenge bereits der Ansprechdruck des Druckbegrenzungsventils 6 erreicht wird.

Von der Lenzpumpe 3 jetzt geförderte Luft strömt dann über das Druckbegrenzungsventil 6 wieder in den Getrieberaum 7 zurück.

Zum Druckausgleich zwischen dem Getrieberaum 7 und der Außenatmosphäre ist am Getriebegehäuse 1 eine Be- und Entlüftungs- sowie I.uftfiltereinrichtung 21 vorhanden.

Die Ausführungsform des ölkreislaufes nach der A b b. 2 unterscheidet sich von der nach Abb.! lediglich durch die Darstellung einer hydrodynamischen Bremse als hydrodynamische Einrichtung und durch das an ihrem jetzt feststehenden Gehäuse angeschlossenen

Rückschlagventil 22, von dem aus eine Leitung 23 zum Druckölsammelbehälter 4 führt.

Die Füllung des hydrodynamischen Elementes geschieht hier wie bei der Ausführungsform nach der A b b. 1 beschrieben.

In der gefüllten hydrodynamischen Einrichtung entsteht jetzt durch seine Rotation und Funktion eine Drucksteigerung, durch die nun das Drucköl ohne eine weitere Pumpe in stetem Kreislauf, der Wärmeabfuhr aus der hydrodynamischen Einrichtung dienend, von· Druckölsammelbehälter 4 aus durch die Fülleitung 9 da« 2/2-Wcge-Schallvcntil 10 — die hydrodynamische Einrichtung 8 — das Rückschlagventil 22 und die Leitung 23 zum Druckölsammelbehälter 4 bewegt wird

Der Ölfiiiß durch die Bohrungen 12 aus dci hydrodynamischen Einrichtung kann dabei trot/dcn vorhanden oder geschlossen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. ölkreislauf für ein Trockensumpf-Wechselgetriebe mit mindestens einer hydrodynamischen Einrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem das aus dem Wechselgetriebe abfließende und im Trockensumpf sich sammelnde UI über mindestens eine Lenzpumpe einen vom ölsumpfraum getrennten (!!sammelbehälter gefördert wird, von dem aus die Versorgung der einzelnen Verbraucher erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß als (!»!sammelbehälter ein geschlossener, mit Drucköl und Druckluft gefüllter Druckölsammelbehälter (4) nach Art eines Windkessels vorgesehen ist