DE10134054A1

DE10134054A1 - Vehicle gear comprises a drive shaft, a driven shaft, a counter shaft arranged parallel to the driven and drive shafts, and a toothed wheel arrangement

Info

Publication number: DE10134054A1
Application number: DE2001134054
Authority: DE
Inventors: Horst Belles
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-07-13
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2003-01-23

Abstract

Vehicle gear (2) comprises a drive shaft (4), a driven shaft, a counter shaft arranged parallel to the driven and drive shafts, and a toothed wheel arrangement provided between the counter shaft and the driven shaft and formed as an oil pump to move into an oil storage (29). The oil storage has a volume suitable for receiving the total oil amount of the vehicle gear when at higher speeds the oil pump empties a base region (18) of the gear. At lower speeds oil is supplied to the components of the gear. Preferred Features: The oil storage is inserted in the gear housing (12) as an insertion part. Supply devices are integrated into the oil storage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a transmission for a Motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind Getriebe mit einer Eingangswelle, einer Hauptwelle, einer Vorgelegewelle und einer Abtriebswelle bekannt, bei denen die Eingangswelle, die Hauptwelle und die Abtriebswelle auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet sind. Getriebe dieser Art können eine einteilige Eingangs- und Hauptwelle oder eine einteilige Haupt- und Abtriebswelle aufweisen. Bei einem Getriebe mit einer einteiligen Eingangs- und Hauptwelle kann eine abtriebsseitige Konstante ausgebildet sein. Ein solches Getriebe ist beispielsweise aus der DE 198 37 776 A1 bekannt geworden, bei dem eine abtriebsseitige Konstante vorgesehen ist. Das Getriebe umfasst dabei eine Abtriebswelle, deren Drehachse nicht koaxial mit der Drehachse der Eingangs- und Hauptwelle ausgebildet ist. Die Zahnradpaarung der Abtriebskonstanten kann in einem separaten Teil des Getriebegehäuses untergebracht sein. From the prior art, gearboxes with a Input shaft, a main shaft, a countershaft and known an output shaft, in which the input shaft, the Main shaft and the output shaft on a common Rotation axis are arranged. Gearboxes of this type can a one-piece input and main shaft or one have one-piece main and output shaft. With a transmission with a one-piece input and main shaft, one output-side constant. Such one Transmission is for example from DE 198 37 776 A1 become known in which a constant on the output side is provided. The gearbox includes an output shaft, whose axis of rotation is not coaxial with the axis of rotation of the Input and main shaft is formed. The gear pair the output constant can be found in a separate part of the Gearbox housing.

Eine solche separate Anordnung einer Abtriebskonstanten ist auch aus der DE 197 43 372 A1 bekannt geworden. Dabei wird die Abtriebskonstante neben der Drehmomentübertragung auch zu einer Ölpumpenfunktion verwendet, die die Zahnradpaarungen der Abtriebskonstanten in dem separaten Teil des Getriebegehäuses durchführen können. Das Öl in einem am Boden des Getriebegehäuse angeordneten Ölsumpf fließt in den Bereich der Abtriebskonstante, in den die Verzahnung der Abtriebskonstante hineinragt. Die Verzahnung wirbelt das Öl auf und spritzt es an die Gehäusewandungen, von denen aus es unter anderem in eine seitlich oberhalb der Abtriebskonstante angeordnete Ölwanne läuft. Durch eine Öffnung in der Gehäusewand zwischen Abtriebskonstante und sonstigem Getriebegehäuseinnenbereich fließt das Öl dann wieder in den Ölsumpf zurück. Durch die im Ölsumpf drehenden Zahnräder entstehen hohe Panschverluste und dadurch bedingt hohe Temperaturen des Öls. Bei niedrigen Öltemperaturen nach dem Start des Fahrzeugs werden im Ölsumpf hohe Schleppmomente erzeugt, die zu einem schlechten Schaltkomfort bei Handschaltgetrieben führen. Es ist ein ausreichender Ölstand im Ölsumpf erforderlich, damit das Getriebe auch bei einer maximalen Getriebelängsneigung noch die Schmierung aller Komponenten abdecken kann. Dazu ist eine große Ölmenge erforderlich, wodurch die Verluste steigen und ebenso der Kraftstoffverbrauch. Wenn die obere Ölwanne vollgelaufen ist und im Ölsumpf noch Öl angesaugt wird, bildet sich in der oberen Ölwanne ein unerwünschter Druck. Die Pumpwirkung der Abtriebskonstanten ist sehr stark von der Abtriebsdrehzahl abhängig. Erst ab einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit wird eine ausreichende Umfangsgeschwindigkeit an der Verzahnung der Abtriebskonstanten erreicht, um ein sichere Ölförderung zu gewährleisten. Eine gesicherte Beölung aller Getriebekomponenten in allen Fahrzuständen wird durch diese Anordnung nicht erreicht. Such a separate arrangement of a Output constants have also become known from DE 197 43 372 A1. The output constant is next to the Torque transmission also used to an oil pump function that the Gear pairs of the output constants in the separate Can carry out part of the gearbox. The oil in an oil sump arranged at the bottom of the gear housing flows in the range of the output constant, in which the Teeth of the output constant protrude. The gearing whirls up the oil and sprays it onto the housing walls, from which it is, among other things, in a side above the oil pan arranged in the output constant runs. By a Opening in the housing wall between the output constant and The oil then flows into the other area of the gearbox housing back into the oil sump. By in the oil sump rotating gear wheels result in high splash losses and thereby causes high temperatures of the oil. At low Oil temperatures after starting the vehicle become high in the oil sump Drag torques generated that lead to a bad one Shift comfort in manual transmissions. It is a Sufficient oil level in the oil sump is required for the gearbox even with a maximum longitudinal gear inclination Lubrication can cover all components. There is one large amount of oil required, which increases losses and also the fuel consumption. If the upper oil pan is full and oil is still sucked into the oil sump, An undesirable pressure forms in the upper oil pan. The pumping effect of the output constants is very strong depending on the output speed. Only from a certain one Vehicle speed will be sufficient Circumferential speed at the toothing of the output constants achieved to ensure safe oil production. A secure oiling of all gear components in all Driving conditions are not achieved with this arrangement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Getriebe der genannten Art bei jedem Fahrzustand die Ölversorgung der Bauteile sicherzustellen. The invention is based, with one Gearbox of the type mentioned in every driving condition Ensure oil supply to the components.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen. The task is solved by a gearbox with the Features of claim 1. Refinements are the subject of subclaims.

Ein Fahrzeuggetriebe umfasst eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine parallel zu Antriebswelle und Abtriebswelle angeordneten Vorgelegewelle. Zwischen Vorgelegewelle und Abtriebswelle ist ein als Abtriebskonstante wirkender Zahnradsatz, der als eine Ölpumpe ausgebildet ist und in einen Ölspeicher fördert, vorgesehen. Der Ölspeicher weist ein Volumen auf, das geeignet ist, im wesentlichen die gesamte Ölmenge des Fahrzeuggetriebes aufzunehmen, wenn bei größerer Fahrzeuggeschwindigkeit die Ölpumpe einen Bodenbereich des Getriebes im wesentlichen leer pumpt. Von dem Ölspeicher aus sind Versorgungsleitungen zu allen zu beölenden Bauteilen des Getriebes vorgesehen, über die bei kleineren Fahrzeuggeschwindigkeiten die Ölversorgung der Bauteile gewährleistet ist, bis ein ausreichender Ölstand im Bodenbereich des Getriebes erreicht ist und Bauteile in die Ölmenge im Bodenbereich des Getriebes eintauchen können. A vehicle transmission includes a drive shaft, a Output shaft and a parallel to the drive shaft and Output shaft arranged countershaft. Between Layshaft and output shaft is a as an output constant Acting gear set, which is designed as an oil pump and promotes in an oil reservoir, provided. The oil reservoir has a volume that is suitable, substantially to record the total amount of oil in the vehicle transmission, if at higher vehicle speeds, the oil pump Bottom area of the gearbox pumps essentially empty. Of supply lines to all are from the oil reservoir oiling components of the transmission provided, via the lower vehicle speeds the oil supply to the Components is guaranteed until a sufficient oil level in the bottom area of the gearbox and components in immerse the amount of oil in the base area of the gear unit can.

Ein Ölspeicher, der sich oberhalb der zu schmierenden Teile wie Radsatz, Synchronisiereinrichtungen, Lager etc. befindet, füllt sich bei ausreichender Pumpenfunktion mit Getriebeöl. Durch Ölrohre fließt das gesammelte Getriebeöl drucklos zu allen Schmierstellen. In Betriebssituationen, in denen die Pumpe nicht, oder nicht ausreichend arbeitet, läuft der Ölraum leer, und es entsteht ein Ölsumpf im Bodenbereich des Getriebes. Der Vorteil ist die Kombination aus zwei Schmierungsarten. Im normalen Fahrbetrieb wird das Getriebe über die Trockensumpfschmierung geschmiert. Hier werden die Vorteile der geringen Verluste, Schleppmomente, Wärmeentwicklung genutzt. Die konventionelle Sumpfschmierung stellt sich nur während des Anfahrens, im Stillstand oder im Betrieb mit Nebenabtriebsverbrauchern (PTO) ein. Die Nachteile wie hohe Schleppmomente, hohe Wärmeentwicklung können vernachlässigt werden, da diese Fahrzustände normalerweise relativ kurz, bzw. unkritisch sind. Der Ölspeicher sollte sich möglichst knapp oberhalb der Schmierstellen befinden, da die Pumpe permanent gegen die Ölsäule zum Ölspeicher fördert. Untersuchungen haben ergeben, das die Höhe der Ölsäule einen starken Einfluss auf die Temperaturentwicklung hat. Der Ölspeicher muss groß genug sein, um das gesamte Ölvolumen des Ölsumpfes aufnehmen zu können, da es sonst besonders bei Längsneigung zu einem Druckaufbau im Ölraum führen kann, und dann zu starker Temperaturentwicklung. Eine vorteilhafte konstruktive Ausführung des Ölspeichers im Gehäuse ist ein Einlegeteil zwischen Radsatz und Getriebeoberteil, in das die Schmierölblenden bereits eingearbeitet sind, und welches über eingegossene Nuten im Gehäuse geklemmt bzw. abgedichtet wird. Der Ölumlauf bei Trockensumpfbetrieb wird einzig durch Blenden in den Ölrohren reguliert. Das maximale Fördervolumen der Pumpe muss größer sein, als das Durchlaufvolumen der Ölrohre. Es muss sichergestellt sein, das die Pumpe den Ölsumpf leer saugen kann. Die Ölzuführung kann für jede Schmierstelle einzeln eingestellt werden. In einer Ausgestaltung ist das Gehäuse im unteren Bereich sehr eng an die Kontur der benachbarten Bauteile, wie beispielsweise der Radsätze, angepasst, um mit einer möglichst kleinen Ölmenge eine ausreichende Ölsumpfhöhe realisieren zu können. An oil reservoir located above the one to be lubricated Parts such as wheelsets, synchronizers, bearings, etc. is filled with sufficient pump function Transmission fluid. The collected gear oil flows through oil pipes depressurized to all lubrication points. In operational situations, in which the pump does not work or does not work sufficiently, the oil chamber runs empty and an oil sump is created in the Bottom area of the gearbox. The advantage is the combination from two types of lubrication. In normal driving, it will Gearbox lubricated via dry sump lubrication. Here the advantages of low losses, drag torque, Heat generation used. The conventional one Sump lubrication only turns on during start-up, at a standstill or in operation with PTO consumers. The disadvantages like high drag torque, high Heat development can be neglected because of these driving conditions are usually relatively short or not critical. The Oil storage should be just above the Lubrication points are located because the pump is permanently against the oil column to the oil reservoir. Studies have shown that the height of the oil column has a strong impact on the Temperature development. The oil storage must be large enough in order to be able to absorb the entire oil volume of the oil sump, otherwise there is a build-up of pressure, particularly in the case of inclination can lead in the oil space, and then become stronger Temperature development. An advantageous construction of the Oil reservoir in the housing is an insert between the wheelset and gearbox upper part, in which the lubricating oil covers already are incorporated, and what about cast grooves in the Housing is clamped or sealed. The oil circulation at Dry sump operation is only possible by blinds in the Regulated oil pipes. The maximum delivery volume of the pump must be greater than the flow volume of the oil pipes. It must be sure that the pump sucks the oil sump empty can. The oil supply can be done individually for each lubrication point can be set. In one embodiment, the housing in the lower area very close to the contours of the neighboring ones Components, such as the wheel sets, adapted to sufficient with the smallest possible amount of oil To realize oil sump height.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. The invention is illustrated by a drawing explained.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein Getriebeschema bei hoher Abtriebsdrehzahl; Figure 1 is a transmission diagram at high output speed.

Fig. 2 ein Getriebeschema bei Erreichen einer geringen Abtriebsdrehzahl; Fig. 2 is a transmission scheme for achieving a low output speed;

Fig. 3 ein Getriebeschema nach längerem Lauf mit geringer Abtriebsdrehzahl; Fig. 3 is a transmission diagram after a long run with low output speed;

Fig. 4 ein Schnitt durch das Getriebe nach Fig. 1; Fig. 4 is a section through the transmission of Fig. 1;

Fig. 5 ein Schnitt durch das Getriebe nach Fig. 2 und Fig. 5 is a section through the transmission of Fig. 2 and

Fig. 6 ein Schnitt durch das Getriebe nach Fig. 3. Fig. 6 is a section through the gear of FIG. 3.

Die Fig. 1 zeigt ein Getriebe 2 eines Fahrzeugs mit einem Getriebegehäuse 12, einer Antriebswelle 4, auf der eine Reihe von nur schematisch dargestellten Zahnrädern 6 angeordnet sind. Mit der Antriebswelle 4 in Drehverbindung steht ein Zahnrad 8 einer Abtriebskonstanten 10, die in einem als Pumpengehäuse 14 ausgebildeten Teil des Getriebegehäuses 12 angeordnet ist. Das mit Pfeilen 16 dargestellte Öl fließt in einem Bodenbereich 18 des Getriebegehäuses 12 hin zu dem Pumpengehäuse 14, das horizontal tiefer angeordnet ist. Dort wird das Öl von der das Zahnrad 8 umfassenden Abtriebskonstante hochgepumpt, dargestellt durch die Pfeile 24, in einen Ölspeicher 20, der im oberen Bereich des Getriebegehäuses 12 über den Zahnrädern 6 als ein Einlegeteil angeordnet ist. Aus dem Ölspeicher 20 wird mit Pfeilen 22 dargestelltes Öl drucklos an die zu schmierenden Bauteile abgegeben, hier an die dargestellten Zahnräder 6. Dazu nimmt der Ölspeicher 20 auch weitestgehend den gesamten Raum ein, von dem aus mit Öl zu versorgende Bauteil erreicht werden können. Von den Bauteilen bzw. Zahnrädern 6 tropft das Öl wieder in den Bodenbereich 18 des Getriebegehäuses 12. In der Fig. 4 ist ein Schnitt durch das Getriebegehäuse 12 nach Fig. 4 dargestellt. Im Bodenbereich 18 sammelt sich das mit den Pfeilen 22 dargestellte Öl, das aus dem Ölspeicher 20 in die Verzahnung zwischen Zahnrad 6 und einem Zahnrad 26 einer Vorgelegewelle tropft, und fließt in einem Ölstrom 24 in das Pumpengehäuse 14. In diesem Zustand ist der Ölspeicher 20 im wesentlichen mit Öl gefüllt, während der Bodenbereich 18 im wesentlichen ölfrei ist. Bei diesem Fahrzustand ist liegt eine hohe Abtriebswellendrehzahl vor, was zu einer vollen Pumpwirkung führt. Fig. 1 shows a gearbox 2 of a vehicle including a transmission housing 12, a drive shaft 4 are arranged on a number of only schematically shown, tooth wheels 6. With the drive shaft 4 in rotary connection is a gear 8 a drive output constant 10, which is arranged in a pump housing 14 formed as part of the transmission housing 12th The oil shown with arrows 16 flows in a bottom region 18 of the gear housing 12 towards the pump housing 14 , which is arranged horizontally lower. There, the oil is pumped up by the output constant comprising the gear 8 , represented by the arrows 24 , into an oil reservoir 20 which is arranged in the upper region of the gear housing 12 above the gears 6 as an insert. From the oil reservoir 20 , the oil represented by arrows 22 is released without pressure to the components to be lubricated, here to the gears 6 shown . For this purpose, the oil reservoir 20 also largely takes up the entire space from which components to be supplied with oil can be reached. The oil drips again from the components or gear wheels 6 into the bottom region 18 of the gear housing 12 . In FIG. 4 is a section through the gear housing 12 in FIG. 4 is shown. The oil represented by the arrows 22 , which drips from the oil reservoir 20 into the toothing between gear 6 and a gear 26 of a countershaft, collects in the bottom region 18 and flows in an oil flow 24 into the pump housing 14 . In this state, the oil reservoir 20 is essentially filled with oil, while the bottom region 18 is essentially oil-free. In this driving state there is a high output shaft speed, which leads to a full pumping effect.

In der Fig. 2 und der Fig. 5 ist ein Fahrzustand gezeigt, in dem die Abtriebswellendrehzahl abgesunken ist, weil das Fahrzeug langsamer fährt oder bereits steht. Es steht nicht mehr die volle Pumpwirkung zur Verfügung, oder die Pumpwirkung hat bereits vollständig aufgehört. Der Ölspeicher 20 läuft nun langsam leer, was durch die Pfeile 22 angedeutet ist. Das Öl sammelt sich mehr und mehr im Bodenbereich 18 an, wodurch der Ölstand 28 in diesem Bereich steigt. Mit zunehmendem Ölstand 28 im Bodenbereich 18 tauchen die Zahnräder 6 mehr und mehr in das Öl ein. Dadurch können die Verzahnungen an den Zahnrädern 6 Öl hochspritzen und dadurch eine Ölschmierung der Bauteile ermöglichen. FIG. 2 and FIG. 5 show a driving state in which the output shaft speed has dropped because the vehicle is traveling more slowly or is already stationary. The full pumping action is no longer available or the pumping action has already completely stopped. The oil reservoir 20 is now slowly running empty, which is indicated by the arrows 22 . The oil accumulates more and more in the bottom area 18 , as a result of which the oil level 28 rises in this area. With increasing oil level 28 in the bottom area 18 , the gearwheels 6 are immersed more and more in the oil. As a result, the toothings on the gearwheels 6 can spray oil and thereby enable oil lubrication of the components.

In der Fig. 3 und der Fig. 6 schließlich ist der Fahrzustand gezeigt, an dem der Ölspeicher 20 leer gelaufen ist, weil wegen niedriger Abtriebswellendrehzahl längere Zeit keine Pumpwirkung an der Abtriebskonstante 10 zur Verfügung stand. Der Ölstand 28 im Bodenbereich 18 des Getriebegehäuses 12 hat seinen Höchststand erreicht, wodurch die Zahnräder 6 und die Zahnräder 26 in das Öl eintauchen und Öl hochspritzen können, wodurch die Ölversorgung im Getriebegehäuse 12 gesichert ist. Bezugszeichen 2 Getriebe
4 Antriebswelle
6 Zahnrad
8 Zahnrad
10 Abtriebskonstante
12 Getriebegehäuse
14 Pumpengehäuse
16 Pfeil
18 Bodenbereich
20 Ölspeicher
22 Pfeil
24 Pfeil
26 Zahnrad
28 Ölstand
Finally, FIG. 3 and FIG. 6 show the driving state in which the oil reservoir 20 has run empty because, due to the low output shaft speed, there was no pumping action at the output constant 10 for a long time. The oil level 28 in the bottom region 18 of the transmission housing 12 has reached its highest level, as a result of which the gearwheels 6 and the gearwheels 26 can dip into the oil and splash oil up, as a result of which the oil supply in the transmission housing 12 is secured. Reference number 2 gear
4 drive shaft
6 gear
8 gear
10 output constant
12 gearbox
14 pump housing
16 arrow
18 floor area
20 oil reservoirs
22 arrow
24 arrow
26 gear
28 Oil level

Claims

1. Vehicle transmission ( 2 ), which comprises an input shaft ( 4 ), an output shaft and a countershaft arranged parallel to the input shaft ( 4 ) and output shaft, and a gear set acting as an output constant ( 10 ) between the countershaft and the output shaft, which is designed as an oil pump and delivers into an oil reservoir ( 20 ), characterized in that the oil reservoir ( 20 ) has a volume which is suitable for receiving essentially the entire oil quantity of the vehicle transmission ( 2 ) when the oil pump has a bottom area ( 18 ) of the vehicle transmission at higher vehicle speeds ( 2 ) pumps substantially empty and that from the oil reservoir ( 20 ) from supply devices to all components ( 6 , 26 ) of the vehicle transmission ( 2 ) to be oiled, via which the oil supply to the components ( 6 , 26 ) is guaranteed at lower vehicle speeds is up to a sufficient oil level ( 28 ) in the floor area ( 18 ) of the vehicle generating gear is achieved (2) and components (6, 26) of the vehicle transmission (2) can be immersed in the quantity of oil in the bottom region (18).

2. Vehicle transmission ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the oil reservoir ( 20 ) is inserted as an insert in the transmission housing ( 18 ).

3. Vehicle transmission ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the supply devices are incorporated in the oil reservoir ( 20 ).

4. Vehicle transmission ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bottom region ( 18 ) of the vehicle transmission ( 2 ), in which I collect the oil, to reach a high oil level ( 18 ) in the bottom region ( 18 ) the contour of the adjacent components ( 6 ) is adjusted.