DE7224282U - Schmiereinrichtung fuer zahnraederwechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Schmiereinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe mit horizontal neben der Hauptwelle liegender Vorgelegewelle, wenigstens vier Zahnradpaaren, in dem Ölsumpf tauchenden Zahnrädern und mit einer aus dem Ölsumpf saugenden, die Lager mit Schmieröl versorgenden Pumpe.

Bei den meisten Zahnrädergetrieben wird nur mit der sogenannten Tauchschmierung gearbeitet, wobei sich aber verschiedene bedeutende Mängel ergeben. Sind größere Drehmomente zu übertragen und werden dementsprechend die Zahnraddurchmesser vergrößert, so reicht die Tauchschmierung nicht mehr aus, um den Zahneingriff mit Schmieröl zu versorgen, weil zufolge der erhöhten Umfangsgeschwindigkeit das Öl durch Fliehkraftwirkung von den Zahnflanken abgeschleudert wird. Außerdem ergeben sich durch das Pantschen der Zahnräder im Sumpf beträchtliche, mit einer Ölerwärmung verbundene Leistungsverluste. Das Öl wird von den Zahnrädern zwar an die Wand des Getriebegehäuses abgeschleudert, doch bildet sich nur um jedes Zahnrad ein entsprechender Zerstäubungsring, wogegen die Zwischenräume zwischen den Zahnrädern frei bleiben, so daß nur Teilbereiche und nicht die ganze Getriebegehäusewand zur Ölkühlung herangezogen wird. Schließlich hat die reine Tauchschmierung auch den Nachteil, daß die Getriebelager ohne Schmierung bleiben. Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, vom Zahnlückengrund der Zahnräder radiale Bohrungen zu den Lagerstellen vorzusehen, um so Schmieröl von der Verzahnung zu den Lagern zu bringen. Bei höheren Drehzahlen versagt aber auch diese Lagerschmierung, weil die Fliehkräfte zu groß sind, um das Vordringen von Schmieröl radial einwärts zu gestatten.

Es ist auch schon eine Schmiereinrichtung bekannt geworden, bei der eine Pumpe zur Versorgung der Getriebelager mit Schmieröl über Wellenbohrungen vorgesehen ist, während die Schmierung des Zahneingriffes durch Tauchen der Zahnräder in den Ölsumpf erreicht werden soll. Auch hier ist bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten der Zahnräder deren Schmierung nicht mehr gewährleistet, und es treten alle Mängel der Tauchschmierung auf. Die Getriebelager sind allerdings durch die Pumpe ausreichend mit Schmieröl versorgt, vorausgesetzt, daß die Pumpe so ausgelegt ist, daß sie schon bei niedrigen Drehzahlen genügend Schmieröl für die Lager fördert. Eine solche Pumpe hat dann aber wieder einen erhöhten Leistungsbedarf und ergibt eine Vergrößerung der Getriebeabmessungen, insbesondere in axialer Richtung, wozu noch kommt, daß die Pumpe auch eine entsprechende Ölerwärmung verursacht, ohne daß für eine ausreichende Ölkühlung gesorgt wäre.

Es ist ferner ein Getriebe bekannt, bei dem eine Pumpe Schmieröl aus dem Ölsumpf saugt und zu Sprührohren fördert, deren Sprühöffnungen ausschließlich gegen die Wand des Getriebegehäuses gerichtet sind. Hier erfolgt die eigentliche Schmierung durch Eintauchen der Zahnräder in den Ölsumpf und das Versprühen des Schmieröls gegen die Getriebegehäusewand hat lediglich die Aufgabe der Getriebekühlung, so daß sich für die Schmierung die gleichen Probleme und Nachteile wie bei reiner Tauchschmierung ergeben. Bei einer anderen bekannten Ausführung versorgt die Schmierölpumpe nicht nur die Lager, sondern fördert auch in Sprührohre, deren Sprühöffnungen gegen die Zahneingriffe gerichtet sind, wobei die Zahnräder überhaupt nicht mehr in den Ölsumpf tauchen. Hier ist zwar für eine ausreichende Schmierung der Zahneingriffe und der Lager gesorgt, die Pumpe muß aber wieder so ausgelegt sein, daß sie schon bei niedrigen Drehzahlen genügend Schmieröl fördert, woraus sich eine Pumpe mit beträchtlich erhöhtem Leistungs- und Platzbedarf ergibt.

Schließlich ist eine Schmiereinrichtung für einen Achsantrieb mit Ausgleichgetriebe bekannt geworden, bei der die Schmierölpumpe das Öl über Bohrungen zu den Lagern fördert und bei der außerdem eine Sprühdüse vorgesehen ist, die bei höheren Drehzahlen Öl in den Raum zwischen den umlaufenden Ausgleichkegelrädern spritzt, um das Ausgleichgetriebe bei diesen höheren Drehzahlen ausreichend zu schmieren. Die übrigen Zahnräder tauchen aber weiterhin in den Ölsumpf, was wieder zu den Pantschverlusten und sonstigen Nachteilen führt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Mängel zu beseitigen und eine Schmiereinrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei der sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Drehzahlen die Versorgung der Getriebelager und der Zahneingriffe mit Schmieröl gewährleistet und eine gute Schmierölkühlung sichergestellt ist, wobei außerdem mit einer verhältnismäßig kleinen bzw. leistungsschwachen Pumpe das Auslangen gefunden wird und Leistungsverluste möglichst vermieden werden.

Die Neuerung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Spiegel des Ölsumpfes bei Getriebestillstand nur bis zum Fußkreis des größeren Zahnrades des die Vorgelegewelle treibenden Zahnradpaares reicht und an die Pumpe, wie an sich bekannt, wenigstens ein Sprührohr mit gegen die Zahneingriffe gerichteten Sprühöffnungen angeschlossen ist, wobei das Sprührohr bzw. wenigstens eines der Sprührohre zusätzliche, in an sich bekannter Weise gegen die Wand des Getriebegehäuses gerichtete Sprühöffnungen aufweist und die Lager, wie an sich ebenfalls bekannt, durch Radialbohrungen in den Zahnrädern mit dem Zahnlückengrund verbunden sind. Es wird also nur bei niederen Drehzahlen die Tauchschmierung angewendet, wobei lediglich das größere Zahnrad des die Vorgelegewelle treibenden Zahnradpaares und das größere Zahnrad des dem ersten Getriebegang bzw. dem Rückwärtsgang zugeordneten Zahnradpaares überhaupt in den Ölsumpf tauchen, die übrigen Zahnräder aber ohne Tauchschmierung verbleiben, was keine Rolle spielt, da diese Zahnräder, ohne Kräfte zu übertragen, nur leer mitlaufen und für dieses leere Mitlaufen die Schmierung durch den sich bildenden Ölnebel ausreicht. Bei den niedrigen Drehzahlen, bei denen die Tauchschmierung angewendet wird, ergeben sich noch nicht so hohe Fliehkräfte, daß ein Eindringen des Öls in den Zahneingriff verhindert wäre und das Pantschen der Zahnräder zu hohe Leistungsverluste, verbunden mit einer zu großen Ölerwärmung, mit sich brächte. Sobald aber die Drehzahlen ein bestimmtes Maß übersteigen, beginnt die Pumpe in das Sprührohr zu fördern. Da die einen Sprühöffnungen der Rohre gegen die Zahneingriffe gerichtet sind, werden diese Bereiche auch bei jenen Zahnrädern mit Schmieröl versorgt, die nicht tauchen und daher kein Öl aus dem Ölsumpf mit sich führt. Die nicht tauchenden Zahnräder gehören den den höheren Getriebegängen zugeordneten Zahnradpaaren an und sind demnach von vornherein nur bei höheren

Drehzahlen kraftübertragend. Bei höheren Drehzahlen sinkt durch die erhöhte Kolbenleistung der Pumpe der Ölspiegel im Sumpf so weit ab, daß überhaupt kein Zahnrad mehr taucht und dadurch jegliche Pantschverluste vermieden werden. Die anderen Sprühoffnungen des bzw. der Sprührohre verteilen das übrige Schmieröl über die ganze Fläche der Getriebegehäusewand, es bleiben also keine Wandstellen unbenetzt und es wird so für eine gute Ölkühlung gesorgt. Da die Pumpe aber nur im höheren Drehzahl-Bereich zu fördern braucht, kann sie verhältnismäßig klein bemessen bzw. auf vergleichsweise kleine Leistung ausgelegt werden. Versuche haben ergeben, daß der Leistungsverbrauch einer solchen Pumpe beträchtlich geringer ist als die Leistungsverluste, die sich bei reiner Tauchschmierung ergeben würden. Da die Pumpe erst bei höheren Drehzahlen zu fördern beginnt, wäre die Schmierölversorgung der Lager bei niedrigen Drehzahlen in Frage gestellt. Durch die Verbindung der Lager über Radialbohrungen mit dem Zahnlückengrund der tauchenden Zahnräder, kann auch bei niedrigen Drehzahlen Öl von diesen Zahnrädern zu den Lagern gelangen.

In der Zeichnung ist der Neuerungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 und 2 ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges schematisch im waagerechten Längsschnitt und im Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 eine Einzelheit des Getriebes im Axialschritt im größeren Maßstab.

Das Getriebe, dessen Eingangswelle mit 1 gezeichnet ist, weist eine horizontale Hauptwelle 2 und eine neben dieser liegende Vorgelegewelle 3 auf, wobei mehr als vier Zahnradpaare vorgesehen sind. Die Schalteinrichtung (Klauenkupplungen, Schaltgabeln u.dgl.) sind der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Das Getriebe ist mit einer Zahnradpumpe ausgestattet, die aus einem inneren getriebenen Zahnrad 4 und einem innen verzahnten äußeren Zahnkranz 5 besteht. Von der Zahnradpumpe führt eine Druckleitung (nicht dargestellt) zu einem Sprührohr 6 und eine Nebenleitung über eine Querbohrung 7 und eine Axialbohrung 8 (Fig. 3) zu den Wellenlagern 5. Das Sprührohr 6 ist mit Sprühöffnungen versehen, von denen ein Teil gegen die Zahneingriffe und der andere Teil gegen die Decke und Wand des Getriebegehäuses 10 gerichtet sind.

Bei Getriebestillstand reicht der Spiegel des Ölsumpfes 11 im Getriebegehäuse 10 nur bis zum Fußkreis 12 des größeren Zahnrades 13 des die Vorgelegewelle 3 treibenden Zahnradpaares 13, 14. Die aus dem Ölsumpf 11 saugende Zahnradpumpe 4, 5 beginnt erst bei höheren Drehzahlen ausreichend zu fördern. Bei niedriger Drehzahl werden nur das Zahnradpaar 13, 14 und die beiden letzten Zahnradpaare 15, 16 für den ersten Getriebegang bzw. für den Rückwärtsgang durch Tauchschmierung mit Öl versorgt. Um während dieser Zeit auch das Lager 9 mit Schmieröl zu versorgen, ist, wie Fig. 3 zeigt, das Lager durch Radialbohrungen 17 im Zahnrad 14 mit dem Zahnlückengrund verbunden, so daß das vom Zahnrad 13 aus dem Sumpf 11 geförderte Öl zum Lager 9 vorbringen kann.

Bei höheren Drehzahlen werden die Lager über die Wellenbohrung 8 mit Schmieröl versorgt, anderseits Öl in das Sprührohr gedrückt. Dadurch werden einerseits die Zahneingriffe geschmiert, anderseits wird ein Großteil des Öls im Getriebegehäuse 10 bzw. an der Wand und Decke des Getriebegehäuses verteilt, so daß der Spiegel des Ölsumpfes 11 absinkt und zur Vermeidung von Pantschverlusten keines der Zahnräder mehr taucht.

Claims (1)

1. Schmiereinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe mit horizontal neben der Hauptwelle liegender Vorgelegewelle, wenigstens vier Zahnradpaaren in den Ölsumpf tauchenden Zahnrädern und mit einer aus dem Ölsumpf saugenden, die Lager mit Schmieröl versorgenden Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel des Ölsumpfes (11) bei Getriebestillstand nur bis zum Fußkreis (12) des größeren Zahnrades (13) des die Vorgelegewelle (3) treibenden Zahnradpaares (13, 14) reicht und an die Pumpe, wie an sich bekannt, wenigstens ein Sprührohr (6) mit gegen die Zahneingriffe gerichteten Sprühoffnungen angeschlossen ist, wobei das Sprührohr bzw. wenigstens eines der Sprührohre zusätzlich, in an sich bekannter Weise, gegen die Wand des Getriebegehäuses (10) gerichtete Sprühöffnungen aufweist, und die Lager (9), wie an sich ebenfalls bekannt, durch Radialbohrungen (17) in den Zahnrädern (14) mit dem Zahnlückengrund verbunden sind.