DE19711743A1 - Getriebeanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung, insbesondere ein Stirnrad-Schaltgetriebe mit einem durch einen Deckel verschlossenen Getriebegehäuse in dem ein zwei Achswellenräder und mindestens zwei Ausgleichsräder beinhaltendes Differentialgetriebe angeordnet ist, dessen Differentialgehäuse um zwei zueinander fluchtende Antriebswellen antreibbar ist, und das zur Schmierung der innerhalb des Getriebegehäuses angeordneten Räder und des Differentialge­ triebes das Getriebegehäuse mit einem definierten Ölstand versehen ist.

Der Aufbau und die Funktion von Differentialgetrieben sind allgemein bekannt. Derartige Ge­ triebe sind notwendig, um beispielsweise bei Fahrzeugen den beim Kurven fahren auftretenden Unterschied zwischen der Drehzahl des inneren und des äußeren Rades auszugleichen. Das Differentialgetriebe befindet sich zwischen den beiden Antriebswellen der angetriebenen Rä­ der. Der dem Differentialgetriebe vorgeschaltete Antriebszug richtet sich nach der jeweiligen Verwendung und kann demzufolge vielfältig ausgestaltet sein. Die Schmierung der Räder des Differentialgetriebes erfolgt durch das in das Getriebegehäuse eingefüllte Schmieröl unkontrol­ liert, jedoch bei den normalen Einsatzfällen in ausreichender Form. Dazu ist das Differentialge­ triebe teilweise offen. Üblicherweise ist das Getriebegehäuse so gestaltet, daß sich das Ölbad unterhalb des Differentialgetriebes befindet, so daß bei Drehung des Differentialgehäuses Schmieröl mitgenommen wird. Bei den normalen Einsatzfällen ist die zusätzliche Drehung der Ausgleichsräder bei unterschiedlicher Drehzahl der Antriebsräder jedoch relativ gering. Es er­ gibt sich aber, daß bei extrem großen Endübertragungen, beispielsweise bei landwirtschaftlichen Erntemaschinen sich größere Differentialdrehzahlen ergeben. Bei den bis­ her verwendeten teiloffenen Differentialgehäusen hält sich das Öl zur Schmierung wegen der hohen Drehzahl nicht im Differentialgehäuse. Bei solchen Einsatzfällen reicht die bislang be­ kannte, als unkontrolliert anzusehende Schmierung des Differentialgetriebes nicht mehr aus, so daß es dann aufgrund der mangelnden Schmierung zu einem erhöhten Verschleiß oder sogar zu größeren Schäden führte. Es ist jedoch allgemein bekannt, daß Schäden bei den Rädern ei­ nes Differentialgetriebes ausgeschlossen werden können, wenn das Differentialgehäuse ein ge­ schlossenes Gehäuse ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Getriebeanordnung der eingangs näher be­ schriebenen Art so auszubilden, daß die Schmierung der Räder des Differentialgetriebes auch beim Übertragen von extrem hohen Drehzahlen und einem ringsum im wesentlichen geschlos­ senen Differentialgehäuse ausreichend ist, ohne daß Fördermittel, wie z. B. Pumpen und der­ gleichen notwendig werden.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem zur Schmierung des Differentialgehäuses in einer Stirnwand des ansonsten geschlossenen Differentialgehäuses eine zur Drehachse des Differen­ tialgehäuses konzentrische Ringnut vorgesehen ist, in deren Bereich mehrere Ölführungsöff­ nungen vorgesehen sind, und daß außenseitig neben der Stirnwand des Differentialgehäuses eine einen Ringspalt begrenzende Ölauffangschale angeordnet ist, die einen in die Ringnut ein­ greifenden Kragen aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Getriebeanordnung wird für das Differentialge­ triebe ein ausreichender Ölumlauf geschaffen, ohne daß spezielle Fördermittel, wie z. B. Zahn­ radpumpen und dergleichen notwendig werden, da durch die Drehbewegung des Differential­ gehäuses sichergestellt ist, daß die Ölauffangschale ausreichend mit Schmieröl aus dem Getrie­ begehäuse versorgt wird, so daß ebenfalls durch die Drehbewegung des Differentialgehäuses Öl durch die Ölführungsöffnungen in das Differentialgetriebe gelangt, so daß sich ein gegen­ über dem Stillstand des Differentialgehäuses größeres Ölvolumen im Differentialgehäuse befin­ det. Nach Erreichen eines bestimmten Ölvolumens kann Schmieröl durch die Ölführungsöff­ nungen ablaufen, so daß auch ein Ölumlauf entsteht. Dadurch wird eine ausreichende Schmie­ rung der Differentialräder erreicht.

Die Ölführung wird in konstruktiv einfacher Weise erreicht, indem zumindest die außen liegen­ de Fläche jeder Ölführungsöffnung derart schräg zur Stirnwand steht, daß sich der Abstand zur Drehachse des Differentialgehäuses von der Außenseite zur Innenseite hin vergrößert. Durch diese Gestaltung liegt die äußere Ölführungsfläche in einem größeren Abstand zur Drehachse des Differentialgehäuses als der in die Ringnut eingreifende Kragen der Ölauffang­ schale. Der Kragen der Ölauffangschale kann sinngemäß wie ein Überlauf gesehen werden. Da die zugeordnete Kante der äußeren Fläche jeder Ölführungsöffnung in einem größeren Ab­ stand zur Drehachse des Differentialgehäuses steht, wird zwischen dem Kragen und dieser Kante ein Spalt gebildet, durch den das Öl in das Getriebegehäuse zurückfließt. Eine solche Ausbildung läßt sich in besonders einfacher Weise erreichen, wenn die Ölführungsöffnungen sich beidseitig der Ringnut erstrecken. Unabhängig von der Lage der Ölführungsöffnungen zur Ringnut ergibt sich die Differenz zwischen dem Ölstand im Betriebszustand und dem Stillstand des Differentialgetriebegehäuses durch den Unterschied zwischen dem Abstand des Kragens und der zugeordneten Kante der einzelnen Ölführungsöffnungen zur Drehachse des Differenti­ algehäuses. Diese Differenz der beiden genannten Abstände zur Drehachse des Differentialge­ häuses ist allerdings relativ gering.

Damit ständig Öl in die Ölauffangschale nachfließt ist vorgesehen, daß sie mit einem oberhalb über ihr liegenden Leitblech in einer Strömungsverbindung steht. Dadurch ist sichergestellt, daß das von dem rotierenden Differentialgehäuse mitgenommene Öl in die Ölauffangschale zu­ mindest teilweise abgeleitet wird. Es ist dann zweckmäßig, daß das Ölleitblech vorzugsweise am Deckel angeordnet ist und quer zur Rotationsrichtung des Differentialgetriebegehäuses steht. Das Ölleitblech kann dann wie ein Abstreifer gesehen werden. Zweckmäßigerweise sind die Ölführungsöffnungen in der Seitenansicht gesehen, nierenförmig gestaltet. Dadurch folgt eine Anpassung an die Krümmung der Ringnut. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Ölzulauf­ öffnungen in einem gleichen Winkelabstand zueinander stehen, da dadurch der gleichmäßige Ölfluß in das Differentialgetriebegehäuse begünstigt wird. Damit der Ölumlauf zwar ausrei­ chend, jedoch nicht extrem groß ist, ist vorgesehen, daß der Gesamtquerschnitt aller Ölfüh­ rungsöffnungen, in Rotationsrichtung des Differentialgetriebes gesehen, im Verhältnis zur Grundfläche der Ringnut relativ klein ist. Eine konstruktiv einfache Lösung wird erreicht, wenn die Ölauffangschale durch eine im Abstand zur Stirnwand des Differentialgetriebegehäu­ ses angeordnete feststehende Lagerhülse und einer im Querschnitt winkelförmig gestalteten, daran befestigten Rinne gebildet ist. Die der Lagerhülse abgewandt liegende Wandung der Rinne weist dann den Kragen auf. In der Stirnansicht gesehen, ist die Rinne halbkreisförmig bzw. halbschalenförmig gestaltet.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einer Draufsicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 die Getriebeanordnung gemäß der Fig. 1 in Schnittdarstellung gemäß einer Linie II-II in der Fig. 1, rein schematisch und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in der Fig. 2.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Getriebeanordnung 1 ist als Stirnradschaltgetriebe aus­ gebildet, bei dem einem Differentialgetriebe 2 eine schaltbare Getriebeanordnung 3 vorge­ schaltet ist. Das Differentialgetriebe 2 und die Getriebeanordnung 3 sind in einem Getriebege­ häuse 4 angeordnet, welches durch einen Deckel 5 verschlossen ist. Das Differentialgetriebe 2 besteht im wesentlichen aus einem Differentialgehäuse 6, welches von einem Stirnrad 7 an­ treibbar ist, zwei als Tellerräder ausgebildeten Achswellenrädern 8, 9 und zwei als Kegelräder ausgebildeten Ausgleichsrädern 10, 11. Über die Achswellenräder 8, 9 werden zwei fluchtend zueinander stehende Antriebswellen 12, 13 angetrieben. Auf die freien Enden der Antriebswel­ len 12, 13 sind in nicht näher dargestellter Weise die angetriebenen Räder mit einem relativ großen Durchmesser drehfest aufgesetzt.

Insbesondere aus der Fig. 2 ergibt sich, daß die dem antreibenden Stirnrad 7 gegenüberlie­ gende Außenfläche der Stirnwand des Differentialgehäuses 6 mit einer zur zugehörigen An­ triebswelle 12 konzentrischen Ringnut 14 versehen ist, deren Tiefe geringer ist als die Dicke der Stirnwand des Differentialgehäuses 6. Ferner läßt sich der Fig. 2 entnehmen, daß im Be­ reich der Ringnut 14 sechs im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnete, nierenförmige Ölführungsöffnungen 15 liegen, die die Stirnwand des Differentialgehäuses 6 durchdringen. Die Fig. 3 zeigt, daß die Ölführungsöffnungen 15 gegenüber der Drehachse des Differentialgehäuses 6 schräg stehen, und zwar in der Weise, daß sich ihr Abstand von der Drehachse zur Innenseite des Differentialgehäuses 6 hin vergrößert. In Ölflußrichtung gesehen stehen demzufolge die Ölführungsöffnungen 15 konvergierend zueinander. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt benachbart der Ringnut 14 eine halbschalenförmige Ölauffangschale 16, die mit einem Kragen 28a versehen ist, der in die Ringnut 14 hineinragt. Durch die Ölauf­ fangschale 16 wird sichergestellt, daß die Ringnut 14 im Bereich der Ölauffangschale stets mit Schmieröl gefüllt ist. Durch die Schrägstellung der Ölführungsöffnungen 15 wird das Schmier­ öl ins dann ins Innere des sich drehenden Differentialgehäuses 4 mitgenommen, wobei die Öl­ führungsöffnungen 15 so angeordnet sind, daß es in die miteinander kämmenden Zähne der Achswellenräder 9, 10 und der Ausgleichsräder 10, 11 geleitet wird. Für den Zulauf des Öls ist an der Innenseite des Deckels 5 ein Ölleitblech 17 angeordnet.

Die Fig. zeigt, daß die Ölführungsöffnungen 15 schräg zur Drehachse des Differentialgetrie­ begehäuses 6 stehen, und zwar in der Weise, daß sich die Abstände der äußeren und inneren Wandungsflächen von der Drehachse des Differentialgetriebegehäuses 6 von der Außenseite der Stirnwand zur Innenseite vergrößern. Die der äußeren Stirnseite zugeordnete Kante der äußeren Fläche jeder Ölführungsöffnung 15 steht in einem etwas größeren Abstand zur Dreh­ achse des Differentialgetriebegehäuses als die Ringnut 14. Wie auch insbesondere die Fig. 3 zeigt, wird die Ölauffangschale 16 an der der Stirnwand des Differentialgetriebegehäuses ab­ gewandten Seite durch eine feststehende Lagerhülse 27 begrenzt. An der äußeren, unteren Umfangsfläche dieser Lagerhülse 27 ist die Ölauffangschale 16 mittels Schrauben fest angesetzt.

Im Betriebszustand der Getriebeanordnung wird durch die Drehung des Differentialgetriebe­ gehäuses 6 Öl von einem Ölbad mitgenommen, welches in das Getriebegehäuse 4 eingefüllt ist. Da zumindest die untere Wandung des Getriebegehäuses 4 schräg steht, sammelt sich das Öl unterhalb des Differentialgetriebes 2. Über das Ölleitblech 17 gelangt das Öl in die Ölauffang­ schale 16. Sobald sie soweit gefüllt ist, daß das Niveau die Höhe des Kragens 28a erreicht, fließt das Öl durch die Ölführungsöffnungen 15 hindurch in das Innere des Differentialgetrie­ begehäuses 6. Da das Niveau innerhalb des Differentialgetriebegehäuses 6 sich nicht beliebig erhöhen kann, wird Öl durch den Spalt zwischen dem Kragen 28a und der gegenüber liegen­ den Begrenzungswand der Öffnungen 15 herausgedrückt. Dieser Spalt wird durch die in einem größeren Abstand zur Drehachse des Differentialgetriebegehäuses 6 liegenden äußeren Kanten der Ölführungsöffnungen 15 begrenzt, wobei diese Kanten der Außenfläche der Wandung des Differentialgetriebegehäuses 6 zugeordnet sind. Im Betriebszustand findet demzufolge ein aus­ reichender Umlauf des Öls statt. Im Stillstand der Getriebeanordnung 1 wird die Höhe des Öl­ standes innerhalb des Differentialgetriebegehäuses 6 durch die im Bereich der Auffangschale 16 stehende, unterste Ölführungsöffnung 15 bestimmt. Bei Getriebestillstand senkt sich der Ölstand im Differentialgetriebe und in der Auffangschale auf das in der Fig. 3 einschraffierte Niveau. Hierdurch ist erklärt, daß der Ölstand innerhalb des Differentialgetriebegehäuses 6 im Betriebszustand höher ist als im Stillstand der Getriebeanordnung 1, wodurch der erforderliche Ölaustausch zusätzlich unterstützt wird.

Der dem Differentialgetriebe 2 vorgeschaltete Antriebszug besteht im wesentlichen aus zwei zueinander achsparallelen Getriebewellen 20, 21, die wiederum achsparallel zu den Antriebs­ wellen 12, 13 stehen. Auf die dem Differentialgetriebe 2 zugewandte Getriebewelle 20 ist ein mit dem Stirnrad 7 für den Antrieb des Differentialgehäuses 6 kämmendes Stirnrad 22 drehfest aufgesetzt. Auf die dem Differentialgetriebe 2 zugewandte Getriebewelle 20 sind noch zwei weitere Stirnräder 23, 24 aufgesetzt, die wahlweise mit zwei Stirnrädern 25, 26 der Getriebe­ welle 21 in Eingriff bringbar sind. Die Verschiebbarkeit der Stirnräder 23 bis 26 wird nicht nä­ her erläutert, da derartige Anordnungen zum Stand der Technik gehören.

Bezugszeichenliste

1

Getriebeanordnung

2

Differentialgetriebe

3

Antriebsanordnung

4

Getriebegehäuse

5

Deckel

6

Differentialgetriebegehäuse

7

Stirnrad

8

,

9

Achswellenräder

10

,

11

Ausgleichsräder

12

,

13

Antriebswellen

14

Ringnut

15

Ölführungsöffnungen

16

Ölauffangschale

17

Ölleitblech

18

Ölablauföffnungen

19

Ölablaßschraube

20

,

21

Getriebewelle

22

Stirnrad

23

,

24

Stirnrad

25

,

26

Stirnrad

27

Lagerhülse

28

Rinne

28

a Kragen

Claims (10)

1. Getriebeanordnung, insbesondere ein Stirnradschaltgetriebe mit einem durch einen Deckel verschlossenen Getriebegehäuse, in dem ein zwei Achswellenrä­ der und mindestens zwei Ausgleichsräder beinhaltendes Differentialgetriebe an­ geordnet ist, dessen Differentialgetriebegehäuse um zwei zueinander fluchtende Antriebswellen antreibbar ist, und daß zur Schmierung der innerhalb des Ge­ triebegehäuses angeordneten Räder und des Differentialgetriebes das Getriebe­ gehäuse mit einem definierten Ölstand versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schmierung des Differentialgetriebes (2) in einer Stirnwand des anson­ sten geschlossenen Differentialgetriebegehäuses (6) eine zur Drehachse des Differentialgetriebegehäuses konzentrische Ringnut (14) vorgesehen ist, in de­ ren Bereich mehrere Ölführungsöffnungen (15) vorgesehen sind, und daß au­ ßenseitig neben der Stirnwand des Differentialgetriebegehäuses (6) eine einen Ringspalt begrenzende Ölauffangschale (16) angeordnet ist, die einen in die Ringnut (14) eingreifenden Kragen (28a) aufweist.

2. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die außen liegende Fläche jeder Ölführungsöffnung (15) derart schräg zur Stirnwand des Differentialgetriebegehäuses (6) steht, daß sich der Abstand zur Drehachse des Differentialgetriebegehäuses von der Außenseite zur Innenseite hin vergrößert.

3. Getriebeanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölführungsöffnungen (15) sich beidseitig der Ringnut (14) erstrecken.

4. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölauffangschale (16) mit einem oberhalb der Ölauffangschale (16) an­ geordneten Ölleitblechs (17) in einer Strömungsverbindung steht.

5. Getriebeanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölleitblech (17) vorzugsweise am Deckel (5) angeordnet ist und quer zur Rotationsrichtung des Differentialgetriebegehäuses (6) steht.

6. Getriebeanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölführungsöffnungen (15) in der Seitenansicht gesehen, nierenförmig gestaltet sind.

7. Getriebeanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölführungsöffnungen (15) in einem gleichen Winkelabstand zueinander stehen.

8. Getriebeanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (28a) der Ölauffangschale (16) sinngemäß einen Überlauf bil­ det, der den Ölstand im Betriebszustand bestimmt, und daß der Ölstand im Stillstand des Differentialgetriebes (2) der Getriebeanordnung (1) durch die ge­ genüber dem Kragen (28a) nach außen versetzten Flächen der Ölführungsöff­ nungen (15) bestimmt sind.

9. Getriebeanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt, in Rotationsrichtung des Differentialgetriebes (2) gesehen, aller Ölführungsöffnungen (15) im Verhältnis zur Grundfläche der Ringnut relativ klein ist.

10. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölauffangschale (16) durch eine im Abstand zur Stirnwand des Diffe­ rentialgetriebegehäuses (6) angeordnete, feststehende Lagerhülse (27) und ei­ ner im Querschnitt winkelförmig gestalteten, daran befestigten Rinne (28) ge­ bildet ist, an die der Kragen (28a) angeformt ist.