DE10337908A1

DE10337908A1 - Vorrichtung zur Ölzuführung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10337908A1
Application number: DE2003137908
Authority: DE
Inventors: Jörg Dr.-Ing. Bart
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-08-18
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2005-03-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ölzuführung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges, bei welchem Zahnradpaarungen in Eingriff stehen und in Abhängigkeit von einem gewählten Gang lastfrei umlaufen oder in Lasteingriff stehen, wobei die Gangwahl mittels einer Schaltbetätigung, insbesondere mittels einer Schaltstange (2) und einer Schaltgabel (1), und die Ölzuführung über mindestens ein Spritzrohr (4) mit umfangsseitig angeordneten Ölaustrittsöffnungen (6) erfolgt, die mittels einer auf dem Spritzrohr verschiebbaren, mit der Schaltbetätigung mechanisch gekoppelten Verschlusseinrichtung, insbesondere einer Hülse, kontrollierbar sind. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass das Spritzrohr (4) gleitend in einer Bohrung (5) der Schaltgabel (1) angeordnet ist und diese durchsetzt und dass die Verschlusseinrichtung durch die Bohrung (5) der Schaltgabel (1) gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ölzuführung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 – bekannt durch die DE-A 199 12 328 der Anmelderin.

Schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen weisen mehrere Zahnradpaarungen auf, die in Abhängigkeit eines gewählten Ganges entweder im Lasteingriff miteinander stehen oder lastfrei umlaufen. Die im Leistungspfad des Getriebes befindlichen, d. h. unter Last laufenden Zahnradpaarungen bedürfen einer erhöhten Schmieröl- bzw. Kühlölversorgung gegenüber den lastfrei kämmenden Zahnradpaarungen. In der DE-A 199 12 328 der Anmelderin wurde daher eine nach der Last differenzierte Ölversorgung in Form eines Spritzrohres mit lastabhängiger Verschlusseinrichtung vorgeschlagen. Die Verschlusseinrichtung ist als Hülse ausgebildet und gegenüber dem Spritzrohr in Längs- und Umfangsrichtung verschiebbar, wodurch im Spritzrohr umfangseitig angeordnete Ölaustrittsöffnungen gezielt freigegeben oder verschlossen, d. h. kontrolliert werden können. Die Lage der Ölaustrittsöffnungen ist entsprechend der Lage der zu kühlenden oder nicht zu kühlenden Zahnradpaarungen gewählt. Die Ansteuerung der Hülse erfolgt über einen Mitnehmer, der mit einer Schaltstange einer Schaltbetätigung mechanisch gekoppelt ist. Damit erreicht man in Abhängigkeit von dem gewählten Gang eine gezielte Kühlung der im Leistungspfad gelegenen Zahnradpaarung, während die lastfrei umlaufenden Zahnräder nicht zusätzlich mit Öl versorgt werden. Der Wirkungsgrad des Getriebes wird dadurch verbessert. Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung zur Ölversorgung könnte sein, dass zusätzliche im Getriebe zu verbauende Teile erforderlich sind oder dass andere Lösungen gefragt sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ölzuführung nach der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere die Zahl der zu verbauenden Teile zu reduzieren sowie die Funktion wirksamer und anpassungsfähiger zu gestalten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1, 3, 5, 6 und 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser nebengeordneten Lösungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass das Spritzrohr fest im Getriebegehäuse angeordnet und durch eine entsprechende Öffnung in einer Schaltgabel geführt ist. Das Spritzrohr liegt somit parallel zu einer Schaltstange, welche die Schaltgabel betätigt. Durch die Axialverschiebung der Schaltgabel auf dem Spritzrohr werden abwechselnd Ölaustrittsöffnungen freigegeben oder verschlossen. Die Schaltgabel wirkt somit als Verschlusseinrichtung wie eine gleitende Schiebehülse. Mit dieser Lösung wird der Vorteil erreicht, dass auf eine separate Schiebehülse, verbunden mit einer mechanischen Koppelung zur Schaltbetätigung, verzichtet werden kann. Verschlusseinrichtung bzw. Hülse, mechanische Koppelung und Schaltgabel sind somit ein Teil. Gegebenenfalls kann in die Führungsbohrung in der Schaltgabel eine Hülse zur Verlängerung der axialen Überdeckung des Spritzrohres eingesetzt werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist gemäß Anspruch 2 vorgesehen, dass in einem weiteren Integrationsschritt Spritzrohr und Schaltstange derart miteinander integriert sind, dass die Ölzufuhr über die Schaltstange erfolgt, die zweckmäßigerweise hohl ausgebildet ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass das Spritzrohr, d. h. ein zusätzliches Teil entfällt. Die Verschlusseinrichtung wird durch die Schaltgabeln gebildet, indem die Schaltstange, die wie ein Spritzrohr am Umfang angeordnete Ölaustrittsöffnungen aufweist, relativ zu den Schaltgabeln bewegt wird und dabei die Öffnungen kontrolliert werden.

Nach einer weiteren nebengeordneten Lösung der Erfindung gemäß Anspruch 3 sind bei einem Getriebe zwei Vorgelegewellen derart angeordnet, dass die Bewegung der aus einem Kontakt austretenden Zähne in Richtung der Schaltgabel erfolgt. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Spritzrohre für die austretenden Zähne in Schaltgabelnähe angeordnet werden können. Damit können auch die entsprechenden Verschlusseinrichtungen, vorteilhafterweise Hülsen, einfach mit der Schaltgabel verbunden bzw. gekoppelt werden.

Eine weitere nebengeordnete Lösung der Erfindung sieht gemäß Anspruch 3 vor, dass die Hülse als Gleitlagerbuchse ausgebildet wird. Damit erzielt man den Vorteil einer leichten Verschiebbarkeit und einer gleichzeitigen Abdichtung der Hülse.

Nach einer weiteren parallelen Lösung gemäß Anspruch 6 ist die Hülse durch Dichtringe gegenüber dem Spritzrohr abgedichtet, wobei zwischen Hülse und Spritzrohr ein Ringspalt besteht. Damit wird der Vorteil einer guten Abdich tung der zu verschließenden Ölaustrittsöffnungen und eine erhöhte radiale Flexibilität erreicht.

Gemäß einer letzten Parallellösung nach Anspruch 7 ist das Spritzrohr schwenkbar im Getriebe angeordnet und vorteilhafterweise durch ein Gelenk mit einer fest verlegten Ölversorgungsleitung verbunden. Die Schwenkbewegung wird vorteilhafterweise durch eine mechanische Kopplung mit der Schaltbetätigung, insbesondere der Schaltgabel bewirkt. Das Öl wird somit in Abhängigkeit von der Stellung der Schaltgabel auf die lastführende Zahnradpaarung geleitet. Vorteilhaft ist diese Lösung für nebeneinander liegende Zahnradpaarungen, die abwechselnd in den Leitungspfad des Getriebes geschaltet werden. Auf eine Hülse oder Verschlusseinrichtung kann hierbei verzichtet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 ein in einer Schaltgabel geführtes Spritzrohr,
2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in 1,
3 ein in eine Schaltstange integriertes Spritzrohr mit Schaltgabeln,
4 eine Anordnung von Vorgelegewellen und Spritzrohren,
5 ein Spritzrohr mit Hülse in einer ersten Ausführung als Gleitlagerbuchse und in einer zweiten Ausführung mit seitlichen Dichtringen und
6 ein schwenkbares, gelenkig angeschlossenes Spritzrohr.
1 zeigt eine Schaltgabel 1 eines nicht dargestellten Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeuges. Die Schaltgabel 1 ist auf einer Schaltstange 2 angeordnet und schaltet über Gleitsteine 3 und nicht dargestellte Schiebemuffen die Gänge des Getriebes, wobei unterschiedliche, nicht dargestellte Zahnradpaarungen in Lasteingriff oder außer Lasteingriff kommen. Im oberen Teil der hufeisenförmig ausgebildeten Schaltgabel 1 ist außermittig ein Spritzrohr 4 in einer Bohrung 5 der Schaltgabel 1 gleitend aufgenommen.
2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1, d. h. durch die Schaltstange 2 und das Spritzrohr 4, welches auf seinem Umfang und in Längsrichtung verteilt, Ölaustrittsöffnungen 6 aufweist. Die Schaltgabel 1 ist über die Schaltstange 2 zur Schaltung von Gängen in Richtung der Pfeile +X oder –X verstellbar und gleitend dabei mit ihrer Bohrung 5 auf dem Spritzrohr 4, welches an eine nicht dargestellte Ölversorgung angeschlossen ist. Bei dieser Schaltbewegung wirkt die Bohrung 5, d. h. die Lauffläche für das Spritzrohr 4 als Hülse bzw. Verschlusseinrichtung und verschließt eine oder mehrere der Ölaustrittsöffnungen 6. Diese sind so angeordnet, dass sie im geöffneten Zustand das Öl jeweils auf eine in Lasteingriff befindliche, hier nicht dargestellte Zahnradpaarung spritzen. Gleichzeitig sind die einer anderen, lastfrei umlaufenden Zahnradpaarung zugeordneten Ölaustrittsöffnungen 6 verschlossen. Die Bohrung 5 kann – was hier nicht dargestellt ist – zum Zwecke einer besseren Überdeckung des Spritzrohres 4 durch eine eingesetzte Hülse in Richtung der Pfeile +X und –X verlängert werden.
3 zeigt eine zweite Ausführung der Erfindung mit einer integrierten Schaltstange 7, in welche das oben er wähnte Spritzrohr integriert ist. Die integrierte Schaltstange 7 übt somit zwei Funktionen aus, nämlich die einer Schaltstange und die eines Spritzrohres. Die integrierte Schaltstange 7 ist daher zur Ölzuführung hohl ausgebildet und in nicht dargestellter Weise an ein Ölversorgungssystem angeschlossen; sie weist auf ihrem Umfang – beispielhaft dargestellt – drei Spritzbohrungen 7a, 7b, 7c, in Längsrichtung verteilt, auf. Die integrierte Schaltstange 7 wirkt mit drei Schaltgabeln 8, 9, 10 zusammen, die in demontiertem Zustand (Explosivdarstellung) dargestellt sind. Zum Schalten eines Getriebeganges werden zwei Gabeln gehäusefest (das Getriebegehäuse ist nicht dargestellt) gehalten, und eine Schaltgabel wird mit der integrierten Schaltstange 7 axial verschoben. Dabei verschließen die (beispielsweise) festgehaltenen Gabeln 9, 10 die Spritzbohrungen 7a, 7b, 7c. Dadurch werden nicht dargestellte, lastfrei umlaufende Zahnradpaarungen nicht mit Spritzöl versorgt.
4 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung für ein Vorgelege 11, welches ein Hauptwellenrad 12 und zwei diametral angeordnete Vorlegewellenräder 13, 14 aufweist, welche mit dem Hauptwellenrad die Zahnpaarungen bzw. Zahneingriffe 12/13 und 12/14 bilden. Die zugehörigen Wellen sind mit 12a, 13a, 14a und die zugehörigen Drehrichtungen der Zahnräder sind durch die Pfeile 12b, 13b, 14b gekennzeichnet. Im Bereich des Hauptwellenrades 12 ist eine Schaltgabel 15 mit Schaltarmen 15a, 15b und Gleitsteinen 16, 17, die auf einer Gleitsteinachse a liegen, angedeutet. Die Vorgelegewellen 13a, 14a sind derart angeordnet, dass sich aus den Zahneingriffen 12/13, 12/14 austretende (nicht dargestellte) Zähne der Zahnräder 12, 13, 14 in Richtung der Schaltgabel 15 bewegen. Bezogen auf die Gleitsteinachse a heißt dies, dass der Zahneingriff 12/13 in der Zeichnung unterhalb der Gleitsteinachse a und der Zahneingriff 12/14 oberhalb der Gleitsteinachse a angeordnet ist. Im Bereich der austretenden Zähne sind jeweils Spritzrohre 18, 19 angeordnet, deren Spritzbohrungen in Richtung der Zahneingriffe 12/13, 12/14 weisen. Das austretende Öl ist durch Spitzstrahlen 18a, 19a gekennzeichnet. Die Spritzrohre weisen – wie oben erwähnt bzw. wie auch zu 5 ausgeführt wird – nicht dargestellte Verschlusseinrichtungen, z. B. in Form von Hülsen auf, welche durch Mitnehmer 20, 21, d. h. eine mechanische Koppelung mit den Schaltarmen 15a bzw. 15b verbunden sind. Damit wird bewirkt, dass die Zahneingriffe 12/13 und 12/14 nur dann mit Spritzöl versorgt werden, wenn sie sich im Lasteingriff befinden. Bei lastfreiem Mitlauf wird durch die Stellung der Schaltgabel 15 ein Verschließen des betreffenden Spritzrohres und damit eine Unterbrechung der Ölversorgung bewirkt.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und zwar eine Hülse 22, welche mittels einer mechanischen Koppelung 23 (Mitnehmer) auf einem mit Spritzbohrungen 24a versehenen Spritzrohr 24 axial geführt wird. Die Hülse 22 ist in zwei Alternativen, nämlich einer oberen, ersten Ausführungsform 22a und einer unteren, zweiten Ausführungsform 22b dargestellt. In die Hülse 22a (oberer Halbschnitt) ist eine Gleitlagerbuchse 25, d. h. aus einem gleitfähigen Material eingesetzt. Die Gleitlagerbuchse 25 gleitet auf dem Spritzrohr 24 und verschließt – beispielhaft dargestellt – die Spritzbohrungen 24b. Durch die Gleitlagerbuche 25 ist eine gute Führung der Hülse 22a auf dem Spritzrohr 24 und eine hinreichende Abdichtung der Spritzöffnungen 24a bzw. 24b sichergestellt.
Die zweite Ausführungsform der Hülse 22 ist als unterer Halbschnitt 22b dargestellt und weist zwischen Hülsenbohrung und Spritzrohr 24 einen Radialspalt 26 auf, welcher stirnseitig durch Dichtringe 27, 28 aus einem elastischen Material abgedichtet ist. Die Dichtringe 27, 28, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sind in entsprechende Ringnuten in der Hülse 22b eingesetzt und ergeben eine erhöhte radiale Flexibilität.
6 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, und zwar als schwenkbares Spritzrohr 29. Die Figur zeigt eine Ansicht von oben auf das Spritzrohr 29, welches mittels eines Gelenks 30 an eine fest im nicht dargestellten Getriebe verlegte Ölversorgungsleitung 31 angeschlossen ist. Das Gelenk 30 kann als Kugel- oder Zylindergelenk ausgebildet sein, sodass aus einer Nulllage heraus eine Schwenkbarkeit um den Winkel +α und den Winkel –α möglich ist. Das Spritzrohr 29 weist an einem Ende eine kugel- oder zylinderförmige Erweiterung 30a auf, während die Versorgungsleitung 31 eine entsprechende kugel- oder zylinderförmige Lagerschale 31a aufweist. Durch ein solches Gelenk 30 ist eine Verschwenkung des Spritzrohres 29 in einer oder zwei Ebenen bei gleichzeitiger ölseitiger Abdichtung möglich. Die Schwenkbewegung des Spritzrohres 29 wird über eine schematisch dargestellte Schaltgabel 32 eingeleitet, welche mittels einer Schaltstange 33 in Richtung der Pfeile +X und –X verschiebbar ist. Die Schaltgabel 32 ist über eine mechanische Koppelung 34, bestehend aus einer Gabel 34a und einem darin angeordneten Stift 34b, mit dem Spritzrohr 29 verbunden. Eine Bewegung der Schaltgabel 32 in Längsrichtung der Schaltstange 33 (+X, –X) bewirkt somit ein Ausschwenken des Spritzrohres 29 in Richtung der Winkel +α oder –α. Damit wird das Spritzrohr 29 über eine der Zahnradpaarungen 35 oder 36 geschwenkt, d. h. diejenige, die sich jeweils im Lasteingriff befindet. Das Öl tritt dabei über Spritzbohrungen 29a nach unten aus. Die andere Zahnradpaarung läuft gleichzeitig lastfrei mit und wird daher nicht durch Spritzöl gekühlt oder geschmiert.

1: Schaltgabel
2: Schaltstange
3: Gleitstein
4: Spritzrohr
5: Bohrung
6: Spritzöffnung
7: integrierte Schaltstange
7a: Spritzbohrung
7b: Spritzbohrung
7c: Spritzbohrung
8: Schaltgabel
9: Schaltgabel
10: Schaltgabel
11: Vorgelege
12: Hauptwellenrad
12a: Hauptwelle
12b: Drehrichtung
13: Vorgelegewellenrad
13a: Vorgelegewelle
13b: Drehrichtung
14: Vorgelegewellenrad
14a: Vorgelegewelle
14b: Drehrichtung
15: Schaltgabel
15a: Schaltarm
15b: Schaltarm
16: Gleitstein
17: Gleitstein
18: Spritzrohr
18a: Spritzstrahl
19: Spritzrohr
19a: Spritzstrahl
20: Mitnehmer
21: Mitnehmer
22: Hülse
22a: 1. Ausführung (Gleitbuchse)
22b: 2. Ausführung (Dichtringe)
23: Mitnehmer
24: Spritzrohr
24a: Spritzöffnung
25: Gleitlagerbuchse
26: Radialspalt
27: Dichtring
28: Dichtring
29: Spritzrohr
29a: Spritzbohrung
30: Gelenk
30a: Verdickung
31a: Gelenkschale
32: Schaltgabel
33: Schaltstange
34: mechanische Koppelung
34a: Gabel
34b: Stift
35: Zahnradpaarung
36: Zahnradpaarung

Claims

Vorrichtung zur Ölzuführung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges, bei welchem Zahnradpaarungen in Eingriff stehen und in Abhängigkeit von einem gewählten Gang lastfrei umlaufen oder in Lasteingriff stehen, wobei die Gangwahl mittels einer Schaltbetätigung, insbesondere mittels einer Schaltstange und einer Schaltgabel und die Ölzuführung über mindestens ein Spritzrohr mit umfangseitig angeordneten Ölaustrittsöffnungen erfolgt, die mittels einer auf dem Spritzrohr verschiebbaren, mit der Schaltbetätigung mechanisch gekoppelten Verschlusseinrichtung, insbesondere einer Hülse kontrollierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzrohr (4) gleitend in einer Bohrung (5) der Schaltgabel (1) angeordnet ist und diese durchsetzt und dass die Verschlusseinrichtung durch die Bohrung (5) der Schaltgabel (1) gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzrohr in die Schaltstange (7) integriert ist.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Hauptwelle (12a) mit einem Hauptwellenrad (12) und zwei Vorgelegewellen (13a, 14a) mit Vorgelegewellenrädern (13, 14), die mit dem Hauptwellenrad (12) in Zahneingriff (12/13, 12/14) stehen, und dass die in Richtung der Hauptwelle (12a) verschiebbare Schaltgabel (15) eine Gleitsteinachse a aufweist und dass die Vorgelegewellen (13a, 14a) derart angeordnet sind, dass einer (12/14) der beiden Zahneingriffe (12/13, 12/14) oberhalb der Gleitsteinachse a und der andere (12/13) unterhalb der Gleitsteinachse a angeordnet sind und dass die Spritzrohre (18, 19) jeweils auf der Seite der aus den Zahneingriffen (12/13, 12/14) austretenden Zähne angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtungen über Mitnehmer (20, 21) mit der Schaltgabel (15, 15a, 15b) verbunden sind.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse als Gleitlagerbuchse (22a) mit einer inneren Gleitschicht (25) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse gegenüber dem Spritzrohr (24) einen radialen Spalt (26) aufweist, der durch Dichtringe (27, 28), insbesondere mit Rechteckquerschnitt abgedichtet ist.
Vorrichtung zur Ölzuführung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges, bei welchem Zahnradpaarungen (35, 36) in Eingriff stehen und in Abhängigkeit von einem gewählten Gang lastfrei umlaufen oder in Lasteingriff stehen, wobei die Gangwahl mittels einer Schaltbetätigung, insbesondere mittels einer Schaltstange (33) und einer Schaltgabel (32) und die Ölzuführung über mindestens ein Spritzrohr (29) mit umfangseitig angeordneten Ölaustrittsöffnungen (29a) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzrohr (29) schwenkbar in dem Getriebe angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzrohr (29) über ein Gelenk (30) mit einer fest im Getriebe angeordneten Ölversorgungsleitung (31) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzrohr (29) zur Ausführung der Schwenkbewegung (+α, –α) mit der Schaltgabel (32) gekoppelt ist.