DE60105022T2

DE60105022T2 - Einrichtung zum entlüften eines getriebegehäuses

Info

Publication number: DE60105022T2
Application number: DE60105022T
Authority: DE
Inventors: Stig-Erik Johannesson
Original assignee: Volvo Lastvagnar AB
Current assignee: Volvo Truck Corp
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: SE515575C2; BR0111046B1; SE0001994L; WO2001090604A1; AU2001247029A1; EP1290361A1; US7211123B2; DE60105022D1; BR0111046A; US20030093981A1; ATE274154T1; SE0001994D0; EP1290361B1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlüftung eines Getriebegehäuses, das zur Aufnahme von flüssigem Schmiermittel für Getriebekomponenten bestimmt ist, wobei ein Restvolumen an Luft in dem Getriebegehäuse mit dem Atmosphärendruck mittels eines Kanals verbunden ist.
Stand der Technik
Ein Getriebegehäuse, wie z. B. ein Schaltgetriebe, enthält zusätzlich zu den Getriebeteilen auch einen Raum für Schmieröl und Luft. Das Luftvolumen verändert sich, wenn die Temperatur der Getriebeteile, des Öls oder der Luft ansteigt oder fällt. Es können Temperaturänderungen von ungefähr –40°C bis ungefähr 120°C auftreten. Eine Verbindung zwischen dem Luftvolumen innerhalb des Getriebegehäuses und der Außenatmosphäre ist zum Ausgleich des Drucks erforderlich, so dass sich weder ein Überdruck noch ein Unterdruck in dem Getriebegehäuse bilden. Die genannten Drücke können für die Abdichtungen des Gehäuses schädlich sein. Im Allgemeinen wird ein Loch in den oberen Teil des Getriebegehäuses gebohrt, wobei das Loch mit einem Nippel und einem kurzen Schlauchstück oder einem Nippel mit einer Schutzabdeckung oder Filtern versehen ist, durch die verhindert werden soll, dass Wasser oder Schmutz in das Getriebegehäuse eintritt. Der Luftaustausch mit der Umgebung wird als Atmen bezeichnet und kann im Falle eines großen Lastwagens ungefähr 10 Liter betragen. Der Luftaustausch wird hauptsächlich erreicht, wenn Luft in das Schaltgetriebe gezogen wird, wenn es nach dem Fahren abkühlt, oder beim Starten und einem darauffolgenden Fahren auf einem langen steilen Anstieg. Es hat sich herausgestellt, dass Verunreinigungen, wie z. B. Sand oder Salz, durch das Atmen in das Schaltgetriebe eindringen können und Lager, Zahnräder, Reibflächen und Dichtungen beschädigen können. Filter, die zum Auffangen von Partikeln verwendet werden, können verstopfen, wenn Wartungsplänen nicht gefolgt wird, was zu gefährlichen Druckänderungen in dem Getriebegehäuse führen kann. Ein Filter kann außerdem mit einem Überströmventil versehen sein, bei dem das Risiko besteht, dass es in der geöffneten Position stehen bleibt und die Verunreinigungen hineinlässt.
Die US 6058969 zeigt ein Beispiel des nächstgelegenen Standes der Technik. Das Dokument zeigt eine Anordnung zur Entlüftung des Getriebegehäuses.
Beschreibung der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht daher darin, eine Entlüftungsvorrichtung zu schaffen, die wartungsfrei ist und die Menge an Schmutz, der das Innere des Getriebegehäuses erreichen kann, wirksam reduziert.
Im Hinblick auf dieses Ziel wird die Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 definiert.
Diese erfindungsgemäße Konstruktion schafft eine einfache und wirksame Partikelfalle, die automatisch von Schmutzpartikeln freigeblasen werden kann.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Unteransprüchen dargelegt.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in der beigefügten Zeichnung gezeigt ist, in der
1 ein schematisches Diagramm ist, das in einer Seitenansicht ein Getriebegehäuse mit einer erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung zeigt, und
2 in einem vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch die Entlüftungsvorrichtung von 1 zeigt.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Das in 1 gezeigte Schaltgetriebe 10 umfasst ein Getriebegehäuse 11, das neben anderen Dingen eine Ausgangswelle 12 aufweist und auf bekannte Weise mit Lagern, Wellen, Zahnrädern, Synchronisierelementen und Betätigungselementen zum Schalten zwischen verschiedenen Arbeitspositionen versehen ist, die nicht gezeigt sind. Das Innere des Getriebegehäuses ist bis auf ein bestimmtes Niveau 13 mit Öl gefüllt und nimmt zusätzlich ein Restvolumen von Luft auf, das mit der Umgebungsatmosphäre über einen Schlauchnippel 14 und eine Entlüftungsvorrichtung 16 verbunden ist, die mit ihm mittels eines flexiblen Schlauches 15 verbunden ist. Die Vorrichtung ist ihrerseits mittels einer Zweigleitung 17 mit einer Entlüftungsöffnung 18 eines Luftzylinders verbunden und weist außerdem eine kombinierte Einlass/Auslassöffnung 19 auf.
Wie es aus 2 zu erkennen ist, umfasst die Entlüftungsvorrichtung 16 einen zylindrischen Gehäuseteil 20 mit einer Verbindung 21, die zu der Längsachse quer ausgerichtet ist und einer axialen Verbindung 22, die von einer quer verlaufenden Mittelwand 23 gehalten wird. Die Verbindung 21 mündet in den Gehäuseteil auf einer Seite der Mittelwand 23, die mit Lochöffnungen 24 versehen ist. Das Ende des Gehäuseteils, das am nächsten zu den Verbindungen angeordnet ist, ist mittels eines Dehnpassungsstopfens 25 verschlossen, der mit einer Mittelöffnung versehen ist, die eine Muffe und Dichtung gegen die Verbindung 22 bildet.
In dem entgegengesetzten Ende des Gehäuseteils 20 ist ein flaschenförmiges Endstück 26 mit einer sich verjüngenden Halsöffnung 27 aufgenommen, die von dem Gehäuseteil abgewandt ist. Beide Verbindungen 21, 22 sind mit konischen Rippen versehen, um die Schlauchabschnitte 15, 17 zu befestigen.
In den Ansprüchen werden der zuvor erwähnte Schlauch 15 und das Gehäuseteil 20 als dritter Kanalabschnitt definiert, die zuvor erwähnte Halsöffnung als erster Kanalabschnitt und das zuvor erwähnte Endstück 26 als zweiter Kanalabschnitt.
Die Ventilationsvorrichtung funktioniert wie folgt:
Schmutzpartikel, die in die Entlüftungsvorrichtung durch die Halsöffnung 27 eintreten, haben eine bestimmte Luftgeschwindigkeit. Nachdem sie die Halsöffnung 27 durchlaufen haben, erreichen die Partikel den Raum 28, der durch den Gehäuseteil 20 und das Endstück 26 gebildet ist, wobei der Raum einen bedeutend größeren Strömungsbereich (bei dem gezeigten Beispiel ungefähr drei Mal so großer Strömungsbereich) aufweist, wodurch sich eine deutliche Verringerung der Luftgeschwindigkeit ergibt. Dies bedeutet, dass die meisten Partikel, die in den Raum 28 eintreten, ihr Bewegungsvermögen verlieren und deshalb in dem Raum verbleiben. Partikel, die in dem Raum 28 auf die oben beschriebene Weise gesammelt wurden, werden durch diese Strömung nicht merklich beeinflusst. Der Raum 28 wird jedoch periodisch jeweils dann durch einen Druckstoß gereinigt, wenn die Entlüftungsöffnung 18, die mit der Verbindung 21 verbunden ist, aktiviert wird. Dieser Druckstoß kann beispielsweise jeweils dann ausgelöst werden, wenn ein pneumatisch gesteuertes Zahnrad betätigt wird. Die Frequenz dieses Vorgangs hängt natürlich davon ab, wie das Fahrzeug verwendet wird, und wie viel Luftzylinder es für einen Wechsel gibt. Druckstöße können normalerweise mit einer Frequenz zwischen ungefähr zwei pro 10 Kilometer bis ungefähr 20 Mal pro 10 Kilometer erwartet werden. Die Verbindung 21 mündet in einen Raum 29, der bezüglich des Raums 28 auf der entgegengesetzten Seite der Mittelwand 23 liegt, wobei die Luft durch Öffnungen 24 in den Raum in Richtung der Lochöffnung 27 strömt. Folglich wird die Luft von dem Innenkanal der Verbindung 22 weg gedrängt. Es kann sich in einer Luftströmung ein normaler Druckstoß mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 15 Meter pro Sekunde ergeben.
Die oben beschriebene Entlüftungsvorrichtung kann leicht und kosteneffektiv bei bestehenden Getriebegehäuse angewendet werden und es ist außerdem möglich, die Ventilationsvorrichtung direkt in das Getriebegehäuse bei neuen Designkonstruktionen einzubauen, wobei es zweckmäßig ist, die Kanäle aus geformten Wandabschnitten zu bilden, die außen mittels einer Abdeckung abgedichtet werden.
Die Erfindung darf nicht als auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden, es sind eine Anzahl anderer Varianten und Modifikationen vorstellbar, die innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche liegen.

Claims

Vorrichtung zur Entlüftung eines Getriebegehäuses (11), wobei das Innere des Getriebegehäuses bis zu einer bestimmten Höhe (13) mit einem flüssigen Schmiermittel für Getriebekomponenten gefüllt ist, wobei das verbleibende Luftvolumen in dem Getriebegehäuse mittels eines Kanals mit dem Atmosphärendruck verbunden ist, wobei der Kanal wenigstens einen ersten Kanalabschnitt (27) mit einer bestimmten Strömungsfläche und einen zweiten Kanalabschnitt (26) mit einer im Vergleich um wenigstens 50% größeren Strömungsfläche als der erste Kanalabschnitt umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalabschnitt (27) in die Atmosphäre mündet und der zweite Kanalabschnitt (26) mit dem ersten Kanalabschnitt verbunden ist und einen Raum (28) bildet, wobei die Luftgeschwindigkeit in dem Raum deutlich geringer ist, als in dem ersten Kanalabschnitt, so dass Schmutzpartikel, die durch die Öffnung des ersten Kanalabschnitts eintreten in dem Raum aufgrund ihres Verlustes an Bewegungsvermögen gesammelt werden, und eine Druckluftquelle (18) mit dem Kanal verbunden ist und in den zweiten Kanalabschnitt (26) mündet, wobei die Druckluftquelle (18) periodisch zur Reinigung des Raums aktiviert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal einen dritten Kanalabschnitt (15; 20) umfasst, der sich zwischen dem Innenraum des Getriebegehäuses (11) und dem zweiten Kanalabschnitt (26) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kanalabschnitt (15; 20) eine Verbindung (21) umfasst, die zu der Druckluftquelle (18) führt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (21) in den zweiten Kanalabschnitt (26) mündet und in Richtung des ersten Kanalabschnitts (27) gerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanalabschnitt (26) als zylindrische Kammer mit einer großen vertikalen Längsachse ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftquelle eine Entlüftungsöffnung (18) von einem Luftzylinder umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftzylinder für den Betrieb von Getriebekomponenten in dem Getriebegehäuse (10) verwendet werden soll.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Kanalabschnitt (15; 20) so ausgelegt ist, dass er einen größeren Strömungswiderstand bietet, als der erste Kanalabschnitt (27).