DE1085740B

DE1085740B - Gearbox with at least one fillable and drainable turbo circuit

Info

Publication number: DE1085740B
Application number: DEV12289A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Berens
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1957-04-13
Filing date: 1957-04-13
Publication date: 1960-07-21

Description

Getriebe mit mindestens einem füll-und entleerbaren Turbo-Kreislauf Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit mindestens einem füll- und entleerbaren Turbokreislauf, einer von der Primärwelle des Turbokreislaufes bzw. der Turbokreisläufe angetriebenen Füllpumpe, vorzugsweise einer Kreiselpumpe, sowie mit einem Vorratsbehälter für die Arbeitsflüssigkeit, der mit der Saugleitung der Füllpumpe in Verbindung steht.Gearbox with at least one turbo circuit that can be filled and drained The invention relates to a transmission with at least one fillable and drainable Turbo circuit, one of the primary shaft of the turbo circuit or the turbo circuits driven filling pump, preferably a centrifugal pump, and with a storage tank for the working fluid that is in connection with the suction line of the filling pump stands.

Bei Getrieben der oben bezeichneten Art bedarf es für die Aufnahme der Arbeitsflüssigkeit eines verhältnismäßig großen Ölvorratsbehälters. Er wurde in der Regel mit dem Sumpf vereinigt -und unterhalb der Kreisläufe angeordnet.In the case of transmissions of the type described above, it is necessary for the recording the working fluid of a relatively large oil reservoir. He was usually combined with the sump and arranged below the circuits.

In Fällen, bei denen unterhalb der Kreisläufe nicht genügend Raum zur Verfügung stand, hat man den Ölvorratsbehälter an eine andere Stelle verlegt, beispielsweise oberhalb der Strömungskreisläufe oder in einem anderen Fall seitlich davon. Ein weiterer Vorschlag ging auch dahin, eine Ausweitung des Sumpfes nach unten zu vermeiden, und zwar durch Anheben des Sumpfflüssigkeitsspiegels über die Unterkante des mit einem feststehenden Leitradgehäuse versehenen Strömungskreislaufes.In cases where there is not enough space below the circuits was available, the oil reservoir has been relocated to another location, for example above the flow circuits or in another case laterally of that. Another suggestion was to expand the swamp to avoid below by raising the sump liquid level above the Lower edge of the flow circuit, which is provided with a fixed stator housing.

Alle diese bekannten Getriebe benötigen zum Füllen bzw. zum Entleeren und Füllen der Kreisläufe Kreiselpumpen, die wegen ihrer geringen Saughöhe am Boden des Sumpfes angeordnet werden müssen. Ihre Pumpenradwellen fallen infolge ihres Antriebes von der Primärwelle lang aus und sind demzufolge so starken Torsionsschwingungen ausgesetzt, daß sie zu Betriebsstörungen Anlaß geben können.All of these known gears need to be filled or emptied and filling the circuits centrifugal pumps, because of their low suction height at the bottom of the sump must be arranged. Your impeller shafts fall as a result of their Drive from the primary shaft and are therefore so strong torsional vibrations exposed to the fact that they can give rise to operational disruptions.

Bei einer anderen hydromechanischen Kraftübertragung für Schienenfahrzeuge mit Stangen- oder Kettenantrieb mit mehreren wechselweise füll- und entleerbaren Turbokreisläufen und einem Mehrgangschaltgetriebe, wo es ebenso galt, den Raum unterhalb der Abtriebswelle für die Bodenfreiheit des Fahrzeuges freizuhalten, wurde der Ölvorratsbehälter unterhalb der Wendegetriebe-Zahnräder angeordnet und zwischen ihnen bis zur Abtriebsblindwelle hochgezogen. Diese Anordnung ist für Turbogetriebe mit schnellaufenden Abtriebswellen, bei denen eine geringe Bauhöhe angestrebt wird, nicht geeignet.In another hydromechanical power transmission for rail vehicles with rod or chain drive with several alternately filling and emptying Turbo circuits and a multi-speed gearbox, where it was also the case, the space below The oil reservoir was used to keep the output shaft free for the ground clearance of the vehicle arranged below the reversing gear wheels and between them up to the output blind shaft pulled up. This arrangement is for turbo gearboxes with high-speed output shafts, where a low overall height is desired, not suitable.

Schließlich wurde bei einem mechanischen Getriebe mit vorgeschaltetem Strömungskreislauf vorgeschlagen, ein Planetengetriebe durch zwei Gehäuse zu umschließen. Das äußere Gehäuse übernimmt dabei für das Planetengetriebe die Aufgabe des Sumpfes, das innere steht unter Preßluftdruck und schützt so das Planetengetriebe vor Berührung mit dem Öl. Auch diese Methode ist bei Strömungsgetrieben nicht anwendbar.Finally, a mechanical transmission with an upstream Proposed flow circuit to enclose a planetary gear with two housings. The outer housing takes on the task of the sump for the planetary gear, the inside is under compressed air pressure and protects the planetary gear from contact with the oil. This method cannot be used with fluid drives either.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird diese dadurch gelöst, daß die Füllpumpe auf der Primärwelle angeordnet wird und daß ferner der Vorratsbehälter so angeordnet und ausgebildet wird, daß sein niedrigster Flüssigkeitsspiegel in etwa gleicher Höhe wie die Primärwelle oder höher liegt.The invention is based on the described disadvantages to avoid. According to the invention this is achieved in that the filling pump on the Primary shaft is arranged and that furthermore the reservoir is arranged and is designed that its lowest liquid level is approximately the same height like the primary wave or higher.

Durch diese Ausführung wird eine Vereinfachung und eine gegenüber früher erhöhte Betriebssicherheit des Füllpumpenantriebes erzielt, da sich nunmehr die üblichen Übertragungsmittel - meist Kegelradantriebe mit stehender Welle, Stirnräderpaare, Kettenantriebe od. dgl. - für die sonst unterhalb der Primärwelle im Ölsumpf angeordnete Füllpumpe erübrigen. Trotz dieser Anordnung bleibt die Füllpumpe und ihr Saugkanal ständig mit Betriebsflüssigkeit gefüllt, so daß stets ein einwandfreier und schneller Füllvorgang gewährleistet ist. Des weiteren ist der erfindungsgemäßeFüllpumpenantrieb auchinschwingungstechnischer Hinsicht günstiger. Der hohe Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter ermöglicht zugleich eine raumsparende Ausbildung des gesamten Getriebes.This implementation is a simplification and an opposite earlier increased operational reliability of the filling pump drive achieved, since now the usual transmission means - mostly bevel gear drives with a standing shaft, spur gear pairs, Chain drives or the like - for the otherwise arranged below the primary shaft in the oil sump No need for filling pump. Despite this arrangement, the filling pump and its suction channel remain constantly filled with operating fluid, so that always a flawless and faster Filling process is guaranteed. Furthermore, the filling pump drive according to the invention is also cheaper from a vibration point of view. The high level of fluid in the Storage container also enables a space-saving design of the entire transmission.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal wird die Füllpumpe auf der Primärwelle, wie an sich bekannt, fliegend angeordnet, und zwar vorzugsweise zwischen einer Getriebegehäuse-Stirnwand und dem dieser benachbarten Turbokreislauf.According to a further feature of the invention, the filling pump is on the primary shaft, as known per se, cantilevered, preferably between a gear housing end wall and the turbo circuit adjacent to it.

Ferner wird vorgeschlagen, daß der Vorrratsbehälter innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet wird. Durch diese Anordnung wird in noch größerem Maß an Platz und Material gespart. Die Wände des gemein- Samen Getriebegehäuses können z. B. gleichzeitig Wände des Ölvorratsbehälters sein. Ein Ausweiten des Sumpfbehälters nach unten zu oder des Getriebegehäuses nach seitwärts ist dabei nicht mehr erforderlich.It is also proposed that the storage container within the Gear housing is arranged. This arrangement is to an even greater extent Saved space and material. The walls of the common Seed gear case can e.g. B. be walls of the oil reservoir at the same time. An expansion of the sump tank downwards or sideways of the gearbox housing is no longer necessary.

Eine zweckmäßige Ausbildung des Getriebes besteht weiterhin darin, daß der Vorratsbehälter zumindest einen Teil des dem bzw. den Turbokreisläufen benachbarten Raumes umfaßt, insbesondere den Raum zwischen zwei Turbokreisläufen. Dabei kann der Vorratsbehälter von einem oder mehreren Turbokreisläufen mit feststehendem Gehäuse begrenzt werden. Vorzugsweise wird ferner mindestens ein Turbokreislauf mit feststehendem Gehäuse innerhalb des Vorratsbehälters angeordnet. Durch die-zuletzt genannten Maßnahmen wird nicht nur der Platzbedarf des Getriebes weiterhin verringert, sondern es gestalten sich nun auch die Kühlverhältnisse der am bzw. im Vorratsbehälter befindlichen Kreisläufe günstiger.An appropriate design of the transmission is still that the reservoir is at least a part of the one or more adjacent turbo circuits Includes space, in particular the space between two turbo circuits. Here can the reservoir of one or more turbo circuits with a fixed housing be limited. Preferably, at least one turbo circuit with a fixed Housing arranged within the storage container. Through the last-mentioned measures Not only does the space requirement of the transmission continue to be reduced, it also shapes it The cooling conditions of the circuits located on or in the storage container now also change cheaper.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß ein Sumpfbehälter angeordnet wird, daß an sämtlichen Getriebeelementen (an den Turbokreisläufen und gegebenenfalls an Zahnradstufen) für die hiervon abzuführende Betriebsflüssigkeit freie Abflüsse zu dem Sumpfbehälter vorgesehen werden und daß eine Pumpeinrichtung angeordnet wird, die für eine Förderung aus dem Sumpfbehälter in den Vorratsbehälter ausgebildet ist und den Sumpfbehälterspiegel stets unterhalb jeder Kreislaufunterkante hält. .Das Entleeren der Kreisläufe wird hierbei wesentlich vereinfacht.Finally, it is proposed that a sump tank be arranged, that on all transmission elements (on the turbo circuits and possibly at gear stages) for the operating fluid to be discharged from it, free drains to be provided to the sump container and that a pumping device is arranged, which are designed for conveyance from the sump tank into the storage tank and always keeps the sump tank level below each lower edge of the circuit. The emptying of the circuits is hereby considerably simplified.

Die Erfindung ist in der Zeichnung als schematische Skizze dargestellt.The invention is shown in the drawing as a schematic sketch.

In einem Getriebegehäuse 1 sind entleerbare hydrodynamische Wandlerkreisläufe 2 und 3 sowie ein ebenfalls entleerbarer Kupplungskreislauf 4 angeordnet. Deren Primärräder 5, 6 und 7 sind auf einer gemeinsamen Welle 8 befestigt und werden über Stirnräder 9 und 10 von einer Welle 11 aus angetrieben. Die Welle 11 ist über einen Kupplungsflansch 12 direkt oder über geeignete Übertragungsmittel von einem nicht dargestellten Motor angetrieben. Die Turbinenräder 13, 14, 15 der Strömungskreisläufe sind reit der Hohlwelle 16,16" verbunden. Diese treibt über Stirnzahnräder 17 und 18 auf eine mit dem Kupplungsflansch 19 versehene Abtriebswelle 20.In a transmission housing 1, drainable hydrodynamic converter circuits 2 and 3 and a clutch circuit 4 that can also be drained are arranged. Their primary gears 5, 6 and 7 are attached to a common shaft 8 and are driven by a shaft 11 via spur gears 9 and 10. The shaft 11 is driven by a motor (not shown) directly via a coupling flange 12 or via suitable transmission means. The turbine wheels 13, 14, 15 of the flow circuits are connected to the hollow shaft 16, 16 ″. This drives via spur gears 17 and 18 to an output shaft 20 provided with the coupling flange 19.

Das Getriebegehäuse 1 ist durch eine Trennwand 21 in zwei Behälter, und zwar einen Sumpfbehälter 22 und einen Ölvorratsbehälter 23 unterteilt, wobei die Trennwand 21 so hoch geführt ist, daß der Flüssigkeitsspiegel des Olvorratsbehälters höher liegt als die Oberkante der Kreisläufe 3, 4.The gear housing 1 is divided into two containers by a partition 21, namely a sump tank 22 and an oil reservoir 23 divided, wherein the partition wall 21 is so high that the liquid level of the oil reservoir higher than the upper edge of circuits 3, 4.

Im Ölvorratsbehälter 23 ist der Wandler 3 und die Strömungskupplung 4 angeordnet. Die Strömungskupplung 4, deren Turbinenrad 15 mit der Hohlwelle 16 fest verbunden ist und mit dieser umläuft; ist durch eine Trennwand 24 vom Inhalt des Olvorratsbehälters 23 abgeteilt, damit bei Bewegung der Kupplungsteile ein Schäumen und Erwärmen des Öles vermieden wird. In der Trennwand 21 ist am tiefsten Punkt des Kupplungsraumes 25 eine Verbindungsöffnung 26 zum Sumpfbehälter 22 vorgesehen. Durch sie ergießt sich die Entleerungsflüssigkeit des Kupplungskreislaufes 4 in den Sumpfbehälter 22.The converter 3 and the fluid coupling are in the oil reservoir 23 4 arranged. The fluid coupling 4, its turbine wheel 15 with the hollow shaft 16 is firmly connected and revolves with this; is through a partition 24 from the content of the oil reservoir 23 so that foaming occurs when the coupling parts move and heating of the oil is avoided. In the partition wall 21 is at the lowest point of the coupling space 25 a connection opening 26 to the sump container 22 is provided. Through them the draining fluid of the clutch circuit 4 pours into the sump tank 22.

Zwischen Wandler 3 und Außenwand 1' des Getriebegehäuses 1 ist erfindungsgemäß auf der Primärwelle fliegend eine Füllpumpe 28 für die Strömungskreisläufe 2, 3 und 4 angeordnet, womit die bisherigen bei der Füllpumpe sich ergebenden Unzuträglichkeiten beseitigt sind. Die Steuerung der Kreisläufe erfolgt in bekannter Weise, so daß es sich erübrigt, sie zu beschreiben und darzustellen. Im Sumpfbehälter 22 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Wandler 2 und Zahnradübersetzungsstufen 9, 10 und 17,18 untergebracht. Der Flüssigkeitsspiegel des Sumpfbehälters 22 ist niedrig gehalten, d. h. nur so hoch, daß gerade die Zähne des tiefstgelegenen Zahnrades 18 eintauchen können. Im Sumpfbehälter 22 ist eine Ölpumpe 30 eingebaut, die vorzugsweise als Zahnradpumpe ausgebildet ist und von der Antriebswelle 8 angetrieben wird. Ihr in den Ölsumpf ragendes Saugrohr 31 endigt in einer Höhe, die der Ölspiegel in seiner Normalstellung einnimmt, während die Druckleitung 32 in den Ölvorratsbehälter 23 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels führt.According to the invention, between the converter 3 and the outer wall 1 'of the gearbox housing 1 A filling pump 28 for the flow circuits 2, 3 is floating on the primary shaft and 4 arranged, with which the previous inconveniences resulting from the filling pump are eliminated. The circuits are controlled in a known manner, so that there is no need to describe and depict them. In the sump tank 22 are According to the exemplary embodiment, a converter 2 and gear ratios 9, 10 and 17.18. The liquid level of the sump container 22 is low held, d. H. only so high that the teeth of the lowest gear wheel are straight 18 immerse yourself. An oil pump 30 is installed in the sump tank 22, which is preferably is designed as a gear pump and is driven by the drive shaft 8. you In the oil sump protruding suction pipe 31 ends at a height that the oil level in its Assumes normal position while the pressure line 32 enters the oil reservoir 23 leads above the liquid level.

Das Entleeren aller Strömungskreisläufe vollzieht sich unter der Wirkung der Schwerkraft in den Sumpfbehälter 22. Hierzu dient für den Kupplungskreislauf 4 die Öffnung 26 bzw. für den Wandlerkreislauf 3 die Ableitung 27. Im Entleerungsaugenblick steigt der Ölspiegel im Sumpfbehälter 22 über seinen dargestellten Normalstand an. Gleichzeitig gerät das Saugrohr 31 der Ölpumpe 30 in das Öl hinein. Diese fördert es so lange in den Ölvörratsbehälter 23, bis im Sumpfbehälter 22 der normale Ölstand wieder erreicht ist.The emptying of all flow circuits takes place under the effect the force of gravity into the sump container 22. This is used for the coupling circuit 4 the opening 26 or, for the converter circuit 3, the discharge line 27. At the moment of emptying the oil level in the sump container 22 rises above its normal level shown. At the same time, the suction pipe 31 of the oil pump 30 gets into the oil. This promotes it in the oil storage tank 23 until the normal oil level in the sump tank 22 is reached again.

Die Ansprüche 3 bis 7 sind reine Unteransprüche und gelten nur in Verbindung mit Anspruch 1.Claims 3 to 7 are pure subclaims and only apply in Connection with claim 1.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Transmission with at least one fillable and drainable turbo circuit, a filling pump driven by the primary shaft of the turbo circuit or the turbo circuits, preferably a centrifugal pump, and a storage tank for the working fluid that is connected to the suction line of the filling pump characterized in that the filling pump (28) is arranged on the primary shaft (8) and that furthermore the storage container (23) is arranged and designed so that its lowest liquid level is approximately the same height as the primary shaft (8) or higher.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that that the filling pump (28) on the primary shaft (8), as known per se, arranged overhung is, preferably between a gear housing end wall (1 ') and the this adjacent turbo circuit (3).

3. Transmission according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the storage container (23) within the gear housing (1) is arranged.

4. Transmission according to claim 3, characterized in that the storage container (23) at least part of the one or more turbo circuits (3, 4) adjacent Includes space, in particular the space between two turbo circuits (3; 4).

5. Transmission according to claim 3 or 4, characterized in that. that the reservoir (23) of one (3) or several turbo circuits with fixed housing is limited.

6. Transmission according to claim 5, characterized in that at least one turbo circuit (3) is arranged with a fixed housing within the storage container (23).

7. Transmission according to one of claims 1 to 6, characterized by a sump tank (22) and in that on all transmission elements (on the turbo circuits 2, 3, 4 and optionally on gear stages 9/10, 17/18) for the discharge from this Operating fluid-free drains are provided to the sump container (22), and further characterized by a pump device (30, 31, 32) which is designed for conveying from the sump container (22) into the storage container (23) and the sump container level is always below each The lower edge of the circuit holds. Considered publications: German Patent Specifications No. 928140, 603 225; U.S. Patent Nos. 2,110,741, 2161,158.