DE19958538C1 - Vorrichtung zum Absenken des Ölstandes in einem Getriebe - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Absenken des Ölstandes in einem Getriebe, insbesondere in einem Umschlingungsgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einer geodätisch tiefer liegenden Getriebewelle mit einem Antriebselement, dass in eine aufgeteilte erste Kammer des Schmierölsumpfes des Getriebes eintaucht, wobei eine Trennwand die erste Kammer von einer zweiten, einen erhöhten Schmierölstand ermöglichenden Kammer abteilt und das Antriebselement im Betrieb Schmieröl von der ersten zur zweiten Kammer fördert, ist zur Erzielung einer verbesserten Schmierölversorgung ein Ventil in der Trennwand vorgesehen, welches übersetzungsabhängig gesteuert, bei definierten Gangstellungen geöffnet und bei anderen Gangstellungen geschlossen ist, wobei das Ventil bei geöffneter Stellung die beiden Kammern zur Bildung eines gemeinsamen Schmierölstandes verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absenken des Ölstandes in ei­ nem Getriebe, insbesondere in einem Umschlingungsgetriebe für Kraftfahr­ zeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung zeigt beispielsweise die DE 44 34 020 A1 an ei­ nem stufenlosen Umschlingungsgetriebe für Kraftfahrzeuge. Zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades und zur Vermeidung von Ölpanschen im Be­ trieb des Getriebes ist die geotätisch tiefer liegende Kegelscheibenanord­ nung in einer ersten Kammer des Getriebes angeordnet, die durch eine Trennwand von einer zweiten Kammer abgeteilt ist. Im Betrieb des Getriebes wird durch die Rotation der Kegelscheibenanordnung das in der ersten Kammer befindliche Schmieröl in der zweiten Kammer mit einem höheren Schmierölstand gespeichert. Daraus resultiert zum einen der Vorteil, dass die Kegelscheibenanordnung mit geringen Panschverlusten in der ersten Kammer umlaufen kann und das in der zweiten Kammer für die Schmieröl­ versorgung und Druckölversorgung des Getriebes genügend Schmieröl zur Verfügung steht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von der gattungsge­ mäßen Vorrichtung eine definierte Absenkung des Ölstandes im Getriebe zu betreiben, die übersetzungsabhängig und definierten weiteren Betriebszu­ ständen des Getriebes verbessert Rechnung trägt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein Ventil in der Trennwand vorzuse­ hen, welches übersetzungsabhängig gesteuert bei definierten Gangstellun­ gen des Getriebes geöffnet und bei anderen Gangstellungen geschlossen ist, wobei das Ventil bei geöffneter Stellung die beiden Kammern zum Aus­ gleich bzw. zur Einstellung des einheitlichen Schmierölstandes verbindet.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag tritt zunächst eine Speicherung des Schmieröles in der zweiten Kammer nur bei Vorwärtsbetrieb des Kraft­ fahrzeuges auf, weil hier eine Verbesserung des Wirkungsgrades am rele­ vantesten ist. In den anderen Betriebszuständen wird bei verbesserter An­ fangsschmierung des in der ersten Kammer angeordneten Antriebselemen­ tes keine Schmierölabsenkung durchgeführt.

Das Ventil kann dabei entweder elektromagnetisch durch entsprechende Steuersignale betätigt werden, oder aber es kann bevorzugt mit der Überset­ zungssteuerung bzw. der Gangschaltung des Getriebes mechanisch verbun­ den sein. Bevorzugt ist dabei das Ventil in der Stellung D für Vorwärtsbetrieb bei einer automatisierten Gangschaltung geschlossen während es in den Gangstellungen P für Parken, N für Neutral und R für Rückwärtsfahrbetrieb, geöffnet ist.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann in der Trennwand eine Rückschlagklappe vorgesehen sein, die von der ersten Kammer zur zweiten Kammer bevorzugt schwerkraftgesteuert öffnet. Die Funktion der Rückschlagklappe ist wie folgt:

Befindet sich das Getriebe in der Vorwärtsfahrtstellung D und steht das Kraftfahrzeug - z. B. bei einem Ampelhalt - so kann sich die das Antriebs­ element aufnehmende erste Kammer aufgrund der Druckumlaufschmierung des Getriebes langsam mit Schmieröl auf einem relativ hohen Schmier­ ölstand füllen, wobei dieser Anstieg gleichzeitig zu einer Entleerung der zweiten Kammer und ggf. zu einer Unterbrechung der Druckumlaufschmie­ rung im Getriebe führen kann. Um dies zu vermeiden, öffnet die von dem höheren Schmierölstand beaufschlagte Rückschlagklappe und sorgt in die­ sem Zustand für einen Ausgleich des Schmierölstandes in den beiden Kam­ mern.

Die das Antriebselement aufnehmende erste Kammer kann bevorzugt durch eine Ölwanne innerhalb des Getriebes gebildet sein, die mit Wänden des Getriebegehäuses zusammenwirkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein teilweise dargestelltes Umschlingungs- Wechselgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer geodätisch tiefer lie­ genden Getriebewelle, einer Kegelscheibenanordnung sowie einer eine erste und eine zweite Kammer für Schmiermittel unterteilenden Ölwanne; und

Fig. 2 in vergrößerter Ansicht die in der Ölwanne angeordnete Rückschlag­ klappe zum schwerkraftabhängigen Ausgleich des Schmierölstandes in der ersten und der zweiten Kammer.

Das mit 10 bezeichnete Umschlingungs-Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge ist nur soweit beschrieben, als dies für das Verständnis der vorliegenden Er­ findung erforderlich ist. Im übrigen kann das Getriebe 10 bekannter Bauart sein.

In dem Getriebe 10 ist an einer geodätisch tiefer liegenden Stelle eine Ge­ triebewelle 12 mit einer Kegelscheibenanordnung 14 drehbar gelagert, wobei über letztere als Umschlingungsmittel eine Kette 16 läuft. Die stufenlose Übersetzungsänderung erfolgt in bekannter Weise durch Änderung der wirk­ samen Umschlingungsradien der Kette 16 an den Kegelscheibenanordnun­ gen.

Zur Schmierung des Getriebes 10 ist eine nicht dargestellte Druckumlauf­ schmierung mit einer Pumpe vorgesehen, die aus der in dem Getriebege­ häuse 18 gebildeten zweiten Schmierölkammer 20 Schmieröl ansaugt und zu den Lagerstellung des Getriebes 10 fördert.

Innerhalb des Getriebegehäuses 18 ist eine die Kegelscheibenanordnung 14 teilweise umschließende Ölwanne 22 aus Kunststoff vorgesehen, mit Sei­ tenwänden 24, 26 und einer Bodenwand 25. Die Ölwanne 22 ist in nicht dar­ gestellter Weise an Wänden des Getriebegehäuses 18 gehalten und bildet in sich die erste Kammer 28 für das Schmieröl.

In der Seitenwand 26 der Ölwanne 22 ist ein Ventil 30 vorgesehen, das aus einer beweglichen Membrane 32 (oder einem Kolben, etc.) und einer rohrförmigen Öffnung 33 in der Seitenwand 26 besteht. Die Membrane 32 sitzt auf einer Schaltstange 34, die in geeigneter Weise mit einer Wähleinrichtung 36 für die Übersetzungen des Getriebes 10 verbunden ist. Über den Schalthebel 38 der Wähleinrichtung 36 kann das Getriebe 10 in die Gangstellungen D für automatisierten Vorwärtsbetrieb, N für Neutral, R für Rückwärtsfahrbetrieb oder P für Parksperre geschaltet werden.

Mit der Schaltung der Getriebeübersetzungen wird die Schaltstange 34 mit verschoben, wobei die Membrane 32 so angeordnet ist, dass sie in der Stel­ lung D das Ventil 30 schließt, während in den anderen Stellungen N-R-P das Ventil 30 geöffnet ist.

Ferner ist in der Seitenwand 24 der Ölwanne 22 eine Rückschlagklappe 40 (vgl. auch Fig. 2) über eine abgeschränkte Nase 42 in einem korrespondie­ renden Schlitz 44 der Seitenwand 24 eingehängt, wobei die Klappe eine Öff­ nung 46 in der Seitenwand 24 steuert. Ein an die Klappe 40 aus Kunststoff angeformter, federnder Anschlag in Form eines Hakens hintergreift die Öff­ nung 46 und bildet somit eine Ausschlagsbegrenzung (vgl. Fig. 2) für die Klappe 40. Die Klappe 40 wird durch ihre Schwerkraft in der Schließstellung gehalten und lässt nur Schmieröl von der ersten Kammer 28 zur zweiten Kammer 20 strömen, nicht jedoch umgekehrt.

Die geodätisch wirksamen Höhen der so gebildeten Überstromöffnungen 33 und 46 sind so gewählt, dass sich ein einheitlicher Schmierölstand gemäß der gestrichelten Linie 48 einstellen kann.

Bei geschlossenen Ventil 30 und bei geschlossener Rückschlagklappe 40 stellt sich im Betrieb bei umlaufender Kegelscheibenanordnung 14 ein abge­ senkter Schmierölstand 50 in der ersten Kammer 28 ein, während der Schmierölstand in der zweiten Kammer 20 innerhalb des Getriebegehäuses 18 auf das Niveau 52 ansteigt.

Damit ist in der Stellung D im Fahrbetrieb ausreichend Schmieröl in der zweiten Kammer 20 zur Schmierölversorgung der Lagerstellen des Getriebes 10 über die nicht dargestellte Druckumlaufschmierung vorhanden, anderer­ seits ist zur Vermeidung von Panschverlusten der Schmierölstand 50 in der ersten Kammer 28 abgesenkt. Das Schmieröl in der ersten Kammer 28 wird dabei entweder unmittelbar durch die Kegelscheibenanordnung 14 (ab­ schleudern des Schmieröles) oder durch nicht dargestellte Fördermittel in die zweite Kammer 20 gefördert.

Sollte die Kegelscheibenanordnung 14 in der Gangstellung D des Getriebes 10 nicht rotieren (z. B. bei einem Ampelstop des Kraftfahrzeuges), so würde durch die Schmierölzufuhr durch abtropfendes Schmieröl von den Lager­ stellen durch die Druckumlaufschmierung des Getriebes 10 der Schmier­ ölstand in der ersten Kammer 28 ständig ansteigen, wobei der Schmier­ ölstand in der zweiten Kammer 20 ggf. unzulässig weit absinkt.

Dies wird vermieden durch die Rückschlagklappe 40, die - wenn der Schmierölstand in der ersten Kammer 28 geodätisch höher liegt als in der zweiten Kammer 20 - aufgedrückt wird und das Schmieröl von der ersten Kammer 28 in die zweite Kammer 20 zum Ausgleich des Schmierölstandes abfließen lässt.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es versteht sich, dass anstelle eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetrie­ bes auch ein anderes Getriebe mit einem in eine erste Kammer eintauchen­ den Antriebselement vorgesehen sein kann. Anstelle des mechanisch betä­ tigten Ventiles 30 könnte auch ein elektromagnetisch betätigtes Ventil An­ wendung finden, welches durch entsprechende Signale aus der Getriebe­ steuerung angesteuert wird.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Absenken des Ölstandes in einem Getriebe, insbeson­ dere einem Umschlingungsgetriebe für Kraftfahrzeuge, mit einer geodä­ tisch tiefer liegenden Getriebewelle mit einem Antriebselement, das in eine abgeteilte, erste Kammer des Schmierölsumpfes des Getriebes ein­ taucht, wobei eine Trennwand die erste Kammer von einer zweiten, einen erhöhten Schmierölstand ermöglichenden Kammer abteilt und das An­ triebselement im Betrieb Schmieröl von der ersten zur zweiten Kammer fördert, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (30) in der Trennwand (26) vorgesehen ist, welches übersetzungsabhängig gesteuert bei zumin­ dest einer definierten Gangstellung (D) geschlossen und bei anderen Gangstellungen (N-R-P) geöffnet ist, und dass das Ventil (30) in geöff­ neter Stellung die beiden Kammern (28, 20) verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (30) mit einer mit der Übersetzungssteuerung verbundenen Schaltstange (34) zusammenwirkt und dass das Ventil (30) zumindest bei einer einer Vorwärtsfahrt entsprechenden Gangstellung (D) geschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass pa­ rallel zum Ventil (30) eine zur zweiten Kammer (20) öffnende Rück­ schlagklappe (40) vorgesehen ist, die bei zu hohem Ölstand in der ersten Kammer (28) öffnet und einen Überlauf von Schmieröl zur zweiten Kam­ mer (20) ermöglicht.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand durch eine das Antriebselement (14) teilweise umfassende Ölwanne (22) aus Kunststoff gebildet ist, die an Wänden des Getriebegehäuses (18) anliegend gehalten ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rück­ schlagklappe (40) in einer Seitenwand (24) der Ölwanne (22) mittels einer in einem Schlitz (44) eingesteckten, abgeschränkten Rastnase (42) durch Schwerkraft in der Schließstellung gehalten ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückschlagklappe (40) ein hackenförmiger, federnder Anschlag (47) aus­ gebildet ist, der die von der Rückschlagklappe (40) abgedeckte Öffnung (46) in der Seitenwand (24) hintergreift und damit den Öffnungswinkel der Rückschlagklappe (40) begrenzt.