DE19855970A1 - Vorrichtung zur Zwischenspeicherung von Öl - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (2) zur Zwischenspeicherung von Öl in einem Getriebegehäuse (3) eines Getriebes (1), insbesondere eines Automatgetriebes, vorgeschlagen. Die Vorrichtung (2) ist dabei in Freiräumen (6), welche in einem Innenraum (4) des Getriebes (1) an drehende Teile (5) grenzen, mitrotierend angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zwischen­ speicherung von Öl in einem Getriebegehäuse eines Getrie­ bes, insbesondere eines Automatgetriebes.

Aus der Praxis ist es bekannt, daß aufgrund des übli­ cherweise geringen vorhandenen Bauraumes in Getrieben der Raum zur thermischen Ausdehnung des Ölvolumens im Getriebe stark begrenzt ist. Das sich bei Temperaturerhöhung ausdeh­ nende Öl und vor allem der aufschäumende Ölsumpf kann daher leicht in den Bereich von rotierenden Teilen des Getriebes gelangen und durch deren Rotation nach oben geschleudert werden.

Dieser sogenannte Ölauswurf bewirkt ein Austreten des Öles aus dem Getriebeinnenraum und führt zu einer ungewoll­ ten Verschmutzung der Straße und anderer Komponenten des Fahrzeugs. Des weiteren findet dadurch ein Ölverlust statt, so daß beim Betrieb bei geringerer Temperatur eine optimale Ölversorgung nicht mehr gewährleistet ist.

Damit die Lastenheftforderungen bezüglich Ölversorgung und Ölauswurf erfüllt werden können, ist es bei zahlreichen Getriebetypen mit sehr begrenztem Bauraum notwendig, daß im Getriebe Ausgleichsbehälter vorgesehen werden, damit das in dem Getriebeinneren befindliche Öl bei thermischer Ausdeh­ nung zwischengespeichert werden kann.

Aus der Praxis ist hierfür ein feststehender Aus­ gleichsbehälter bekannt, welcher im Getriebeinnenraum im Bereich des Ölsumpfes als zusätzlicher Raum zur Aufnahme von Öl bereitgestellt wird. Dieser Raum kann bei Erhöhung der Temperatur und daraus resultierender Ausdehnung des Getriebeöls beispielsweise über eine temperaturabhängige Blende befüllt werden oder auch über ein temperaturabhängi­ ges Ventil befüllt werden.

Der Nachteil eines solchen feststehenden Ausgleichsbe­ hälters ist, daß bei einem Getriebetyp mit äußerst geringem vorhandenen Bauraum für den feststehenden Ausgleichsbehäl­ ter kein ausreichender Raum vorhanden sein kann.

Bei zahlreichen Getriebetypen können daher die Lasten­ heftforderungen bezüglich der Ölversorgung und der Vermei­ dung von Ölauswurf aufgrund zu geringer Ausdehnungsvolumina nur unter erheblichem technischen Aufwand erfüllt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zwischenspeicherung von Öl in einem Getriebegehäuse eines Getriebes, insbesondere ei­ nes Automatgetriebes, zur Verfügung zu stellen, die in al­ len Getriebetypen eingesetzt werden kann und mit der bei Sicherstellung einer ausreichenden Ölversorgung eine weit­ gehende Vermeidung von Ölauswurf mit vertretbarem techni­ schen Aufwand erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Vorrichtungsanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrich­ tung können die Freiräume des Getriebes im Getriebe inneren, die an drehende Teilen grenzen, zur Ausbildung von Vorrich­ tungen zum Zwischenspeichern von Öl genutzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dabei vorteilhafterweise in allen Arten von Getrieben, insbesondere Automatgetrie­ ben, das heißt sowohl Stufenautomatgetrieben als auch stu­ fenlosen Automatgetrieben, eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt einen Zwi­ schenspeicherbehälter dar, der als eine Art Ausgleichsbe­ hälter dient, da das darin enthaltene Öl in einem kriti­ schen Betriebszustand nicht am Ölkreislauf teilnimmt, wobei der kritische Betriebszustand durch eine über einem be­ stimmten Grenzwert liegende Temperatur bestimmt ist. Somit kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung während kri­ tischen Betriebszuständen, wie erhöhter Temperatur, ein bestimmter Anteil der Gesamtölmenge zwischengespeichert werden.

In vorteilhafter Weise wird dadurch das Risiko eines sogenannten Ölauswurfs deutlich verringert. Das heißt, es wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung weitgehend ver­ mieden, daß das sich mit steigender Temperatur ausdehnende Öl, vor allem das des Ölsumpfes, in den Bereich der rotie­ renden Teile gelangt und durch deren Rotation nach oben geschleudert wird, was zur Verschmutzung anderer Fahrzeug­ komponenten und der Straße führt.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Umfang der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung wenigstens im wesentlichen kreis­ förmig ausgebildet ist.

Durch eine solche Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird gewährleistet, daß das sich ausdehnende Öl entlang des gesamten Getriebedurchmessers von der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung aufgenommen werden kann und somit eine maximale Menge expandierenden Öls von der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung aufgenommen werden kann.

Günstigerweise ist die Außenkontur der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung im wesentlichen geschlossen, wobei in einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein kann, daß diese am Innendurchmesser mit einer Öffnung versehen ist.

Durch die Öffnung am Innendurchmesser kann das expan­ dierende Öl bzw. das abspritzende Öl wie Leckage und Schmieröl in einfacher Art und Weise von der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung aufgefangen werden. Dabei wird das in die Vorrichtung eingetragene Öl zunächst an den Außendurchmes­ ser der Vorrichtung zentrifugiert, so daß mit weiterer Be­ füllung des Behälters dieser von außen nach innen mit Öl angefüllt wird und sich somit ein Ölring bildet.

Es ist ferner von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung im Bereich des Außendurchmessers mindestens eine Bohrung aufweist.

Günstigerweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dabei so gestaltet, daß die Öffnung an ihrem Innendurchmes­ ser und die mindestens eine Bohrung im Bereich des Außen­ durchmessers derart dimensioniert sind, daß in rotierendem Zustand Luft enthaltendes Öl durch die Öffnung am Innen­ durchmesser eintritt und durch die Bohrung am Außendurch­ messer von Luftanteilen separiert austritt, wobei die Öff­ nung an dem Innendurchmesser zum Abführen der separierten Luftanteile vorgesehen ist.

Der mindestens eine Bohrungsdurchmesser soll dabei vorteilhafterweise bezüglich der Öffnung an dem Innendurch­ messer so ausgelegt sein, daß die erfindungsgemäße Vorrich­ tung trotz ständiger Durchströmung befüllt bleibt.

Aufgrund der Zentrifugaldifferenz zwischen Öl und Luft in einem rotierenden Behälter wird der Luftanteil des stets als Öl-Luft-Emulsion in die erfindungsgemäße Vorrichtung eintretenden Getriebeöls während der Durchströmung der ro­ tierenden Vorrichtung wenigstens teilweise entmischt. Die in der Öl-Luft-Emulsion enthaltene Luft wird während der Rotation entgegen dem Innendurchmesser der Vorrichtung be­ wegt und kann daher an der Öffnung am Innendurchmesser der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient so neben dem Zwischenspeichern von Öl zusätzlich als Zentrifugalsepara­ tor zum Abtrennen der Luft im Getriebeöl.

Der gezielte Abbau von Lufteinschlüssen im Getriebein­ nenraum hat neben der Verringerung des Risikos eines Ölaus­ wurfes den Vorteil, daß die Bildung von Lufteinschlüssen in rotierenden Kupplungen verringert wird. Dadurch werden zu­ sätzliche Entlüftungseinrichtungen zum Abführen von Lufteinschlüssen aus rotierenden Kupplungen teilweise oder ganz unnötig.

Die Abführung von Lufteinschlüssen im Getriebeinnen­ raum ist ansonsten notwendig, damit die Lufteinschlüsse in den Kupplungsräumen und ihren Zuführkanälen nicht nachtei­ lige Streuungen im Druckaufbau verursachen, die wiederum zu einem nicht einwandfreien Schaltvorgang der Kupplung füh­ ren. Insbesondere bei Kupplungen, deren Druck im geschalte­ ten Zustand geregelt wird, kann die Regelbarkeit durch die Lufteinschlüsse aufgrund der hohen Kompressibilität der Luft stark beeinträchtigt werden.

Da in bestimmten Betriebszuständen der zugeführte Öl­ strom abnehmen kann, kann es in diesen Fällen vorteilhaft sein, wenn die mindestens eine Bohrung am Außendurchmesser eine Absperreinrichtung aufweist, damit die erfindungsgemä­ ße Vorrichtung auch bei solchen Betriebszuständen befüllt bleibt.

Die Absperreinrichtung kann dabei als ein Ventil aus­ gebildet sein.

In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung kann die Absperreinrichtung drehzahlgere­ gelt sein, da der Ölstrom mit der Drehzahl abnehmen kann. In diesen Fällen kann beispielsweise ein drehzahlgeregeltes Ventil angewendet werden, das die mindestens eine Bohrung im Bereich des Außendurchmessers der erfindungsgemäßen Vor­ richtung in einem kritischen Betriebszustand verschließt.

Der kritischen Betriebszustand ist hier durch eine ei­ nen vordefinierten Schwellenwert übersteigende Drehzahl definiert. Bei zu hoher Drehzahl ist nämlich eine große Leckage, insbesondere im Bereich der Kupplungen, gegeben.

In diesem Betriebszustand nimmt die erfindungsgemäße Vor­ richtung auch entsprechend weniger Öl auf.

Wenn die Bohrung im Bereich des Außendurchmesser ge­ schlossen wird, ist sichergestellt, daß der Behälter auch bei kritischem Betriebszustand vollständig mit Öl befüllt bleibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wirkt in diesem kri­ tischen Zustand nicht mehr als Separator. Es wird jedoch weiterhin zusätzliches Öl aus dem aufschäumenden Ölsumpf aufgenommen und dadurch ein Ölauswurf vermieden.

Anstatt des drehzahlgeregelten Ventils kann die minde­ stens eine Bohrung im Bereich des Außendurchmessers der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei kritischen Betriebszu­ ständen, wie erhöhter Drehzahl oder Temperatur, auch über eine drehzahl- und/oder temperaturabhängige Blende ver­ schlossen werden.

In einer vorteilhaften Ausführung kann die erfindungs­ gemäße Vorrichtung beispielsweise als ein an einem drehen­ den Teil des Getriebes befestigtes Ölfangblech ausgebildet sein.

Dabei kann das Ölfangblech so angeordnet sein, daß es zu einer Antriebs- oder Abtriebswelle oder einer anderen rotierenden Einrichtung des Getriebes auf Abstand gehalten wird, wodurch eine Öffnung am Innendurchmesser gebildet wird, die zum Auffangen von Öl und Abführen der separierten Luft dient.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise im wesentlichen aus Kunststoff und/oder als Gußteil und/oder als Stanzteil ausgebildet sein. Für die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung können jedoch auch andere tempera­ turbeständige Materialien verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführung kann die erfindungsge­ mäße Vorrichtung an einem Parksperrenrad vorgesehen sein.

Alternativ oder zusätzlich kann sie jedoch ebenso auch als Ölfangblech an einem Lamellenträger einer Kupplung, an einer Welle oder einem Zylinder vorgesehen sein. Dabei wird die Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen um so grö­ ßer, je mehr von diesen erfindungsgemäßen Vorrichtungen an verschiedenen Stellen des Getriebes vorgesehen sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen schemati­ schen Schnitt durch einen Teil eines Automatgetriebes mit einer Vorrichtung zur Zwischenspeicheung von Öl.

Bezug nehmend auf die Figur ist in einem ausschnitts­ weise gezeigten Automatgetriebe 1 eine Vorrichtung 2 zur Zwischenspeicherung von Öl in einem von einem Getriebege­ häuse 3 umgebenen Innenraum 4 angeordnet, welche als an einem Parksperrenrad 5 befestigtes Ölfangblech ausgebildet ist.

Das Ölfangblech 2 grenzt dabei einen Freiraum 6 in un­ mittelbarer Umgebung des Parksperrenrades 3 ab und nutzt diesen zur Zwischenspeicherung von Öl.

Das Ölfangblech 2 ist in Richtung des Parksperrenra­ des 5 gebogen und an diesem angeschweißt, so daß es mit dem Parksperrenrad 5 einen im wesentlichen nach außen hin ge­ schlossenen Ölaufnahmeraum darstellt.

Selbstverständlich kann die Vorrichtung zur Zwischen­ speicheung von Öl in einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsvariante auch zusätzlich oder ausschließlich an einem oder mehreren Lamellenträgern von Lamellenkupplungen oder anderen rotierenden Teilen des Automatgetriebes 1 ausgebildet sein.

An seinem Innendurchmesser 2A weist das Ölfangblech 2 eine Öffnung 7 zum Auffangen von Öl und Abführen von Luftanteilen des Öls auf, wobei das Ölfangblech 2 hierfür auf Abstand zu einer Abtriebswelle 8 gehalten angebracht ist.

Die Öffnung 7 des Ölfangbleches 2 ist so gestaltet, daß abspritzendes Öl, wie Leckage und Schmieröl, aufgefan­ gen werden kann.

Das Ölfangblech 2 weist ferner an seinem Außendurch­ messer 2B eine Bohrung 9 auf, durch die das eintretende Öl wieder austreten kann. Der erforderliche Bohrungsdurchmes­ ser ist dabei so ausgelegt, daß das Ölfangblech 2 trotz permanenter Durchströmung befüllt bleibt.

Es wird somit eine ständige Durchströmung des ein Be­ hältnis bildenden Ölfangbleches 2 mit Öl von seinem Innen­ durchmesser 2A zu seinem Außendurchmesser 2B erreicht. Durch ein Auszentrifugieren des eintretenden Getriebeöles, das eine Öl-Luft-Emulsion darstellt, wird dabei eine stän­ dige Ölseparierung durchgeführt und der Luftgehalt der Öl- Luft-Emulsion deutlich reduziert.

Bezugszeichenliste

1

Automatgetriebe

2

Vorrichtung zur Zwischenspeicherung von Öl, Ölfangblech

2

A Innendurchmesser des Ölfangbleches

2

B Außendurchmesser des Ölfangbleches

3

Getriebegehäuse

4

Innenraum des Getriebes

5

Parksperrenrad

6

Freiraum

7

Öffnung am Innendurchmesser des Ölfangbleches

8

Abtriebswelle

9

Bohrung

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Zwischenspeicherung von Öl in einem Getriebegehäuse eines Getriebes, insbesondere eines Auto­ matgetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Freiräumen (6), welche in einem Innenraum (4) des Getriebes (1) an drehende Teile (5) grenzen, mitrotierend angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ihr Umfang wenigstens im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ihre Außenkontur im wesent­ lichen geschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß sie an ihrem Innendurchmesser (2A) mit einer Öffnung (7) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich ihres Außendurchmessers (2B) mindestens eine Bohrung (9) ausge­ bildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Öffnung (7) an ihrem Innendurchmesser (2A) und die mindestens eine Bohrung (9) derart dimensioniert sind, daß in rotierendem Zustand Luft enthaltendes Öl durch die Öffnung (7) an dem Innendurchme­ ser (2A) eintritt und durch die Bohrung (9) an dem Außen­ durchmesser (2B) von Luftanteilen separiert austritt, wobei die Öffnung (7) an dem Innendurchmesser (2A) zum Abführen der separierten Luftanteile vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mindestens eine Boh­ rung (9) eine Absperreinrichtung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Absperreinrichtung als ein Ventil ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Absperreinrichtung dreh­ zahlgeregelt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß sie als ein an einem drehenden Teil (5) des Getriebes (1) befestigtes Öl­ fangblech (2) ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesent­ lichen aus Kunststoff ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesent­ lichen als Gußteil und/oder als Stanzteil ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einem Parksperrenrad (5) und/oder einem Lamellenträger einer Kupplung und/oder einer Welle und/oder einem Zylinder als drehendem Teil vorgesehen ist.