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Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse und einem darin angeordneten Schwallblech.
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Die Angaben im folgenden Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformation in Bezug auf die vorliegende Offenlegung und können den Stand der Technik darstellen oder nicht.
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Antriebsstränge in Kraftfahrzeugen benötigen eine Schmierung und Kühlung mittels eines Hydraulikfluids, um kontinuierlich zu arbeiten. Im Spezielleren benötigen der Motor und insbesondere das automatische Getriebe eine Schmierung und Hydraulikfluide oder -öle, um ihren Betrieb aufrechtzuerhalten und ihre Lebensdauer zu verlängern. Das Hydraulikfluid wird über Hydraulikdurchgänge und Steuerungen über das gesamte Getriebe transportiert. Zum Beispiel enthält eine typische Hinterradantriebs-Planetengetriebearchitektur zwei „Bereiche”: einen Mantelbereich, der die Getriebezuganordnung enthält, und einen Sumpfbereich, der unterhalb des Getriebezuges angeordnet ist und hydraulische Steuerungen enthält. Getriebe verwenden Ölwannen zum Sammeln und Speichern von Öl als eine Quelle von Öl für eine Ölpumpe, die es unter Druck über das gesamte Getriebe verteilt. Die Wannen können ein Nasssumpf oder ein Trockensumpf sein, wobei der erstere ein größeres Ölvolumen speichert als der letztere.
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Der Mantelbereich des Getriebes weist typischerweise einen großen Zwischenraum zwischen den rotierenden Komponenten und dem Getriebegehäuse oder -kasten auf. Dieser große Abstand ist teilweise auf die Natur der Aluminiumgussteilschräge und der verschiedenen gewählten Getriebearchitekturen, die die Form des Getriebegehäuses definieren, zurückzuführen. Ein großer Zwischenraum zwischen den rotierenden Komponenten und dem Getriebegehäuse ist insbesondere deshalb unerwünscht, da die Fahrzeugleistungsumfänge zunehmen; Manövriervolumen zwingen Hydraulikfluid durch Fluidübertragungen in rotierende Komponenten hinein, die entworfen sind, um das Öl aus dem Getriebezug auszutragen. Demgemäß sammelt sich überschüssiges Hydraulikfluid an den rotierenden Komponenten. Da die Komponenten rotieren, wird dieses Öl durch Zentrifugalkräfte von den Teilen weggeschleudert. Das unkontrollierte, weggeschleuderte Hydraulikfluid verursacht Spritzer vom Kontakt mit der Ölwanne (oder Steuerungen) und mit dem Hydraulikfluid, das sich bereits im Sammelvolumen der Ölwanne befindet. Das Hydraulikfluid, das auf die rotierende Anordnung zurückspritzt, induziert einen Hydraulikwiderstand von dem Fluidaufprall. Zusätzlich verursacht der durch den rotierenden Getriebezug erzeugte Wind zusätzliche Spritzer, indem er mit dem Öl im Sammelvolumen der Ölwanne in Kontakt tritt.
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Der Verlust in Zusammenhang mit Spritzern, die auf Wind zurückzuführen sind, ist als Luftreibungsverlust bekannt, während jener von weggeschleudertem Öl als Ölaufprallverlust bekannt ist. Die Folge von zu viel Hydraulikfluid auf eine Rotation ist mehr als nur Reibung. Das Hydraulikfluid auf den rotierenden Teilen weist eine Masse auf, die während der Motorbeschleunigung beschleunigt werden muss, was als ein Effizienzverlust wirkt.
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Außerdem führt das spritzende Hydraulikfluid zu einer Luftanreicherung des Hydraulikfluids. Hohe Anteile von gelöster Luft in dem Hydraulikfluid können wiederum zu Pumpenkavitation und zu übermäßiger Weichheit in den Hydraulik-Aktuator-Kraft- gegenüber den Verdrängungscharakteristika führen. Die gelöste Luft kann auch die Effektivität der Hydraulikfluidschmierung und die Kühlungseigenschaften reduzieren. Demgemäß besteht auf dem technischen Gebiert Bedarf für eine Vorrichtung zur Reduktion des Zwischenraumes zwischen den rotierenden Komponenten in dem Getriebe und der Getriebegehäusewand, um Hydraulikfluidspritzer zu reduzieren, um Widerstandsverluste und Luftanreicherung zu reduzieren.
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Aus
DE 295 17 964 U1 ist ein Getriebe bekannt, das ein Getriebegehäuse, eine innerhalb des Getriebegehäuses angeordnete rotierbare Komponente, einen benachbart zur rotierbaren Komponente angeordneten Sumpf zum Speichern eines Hydraulikfluids und ein Schwallblech umfasst, das zwischen der rotierbaren Komponente und dem Getriebegehäuse angeordnet ist. Das Schwallblech umfasst eine äußere Fläche, eine innere Fläche, die einen Hohlraum definiert, wobei die innere Fläche die innerhalb des Hohlraums angeordnete rotierbare Komponente über einen Teil von deren Umfang umgreift, eine Vielzahl von Nasen, die von der äußeren Fläche radial nach außen angeordnet sind und die mit dem Getriebegehäuse in Kontakt steht, um zu verhindern, dass sich das Schwallblech relativ zu dem Getriebegehäuse dreht, und eine Vielzahl von Öffnungen, die an einem unteren Abschnitt des Schwallblechs angeordnet sind und die sich zwischen der inneren Fläche und der äußeren Fläche durch das Schwallblech hindurch erstrecken. Von der rotierbaren Komponente ausgetragenes Hydraulikfluid sammelt sich an der inneren Fläche des Schwallblechs und wird durch die Vielzahl von Öffnungen aus dem Hohlraum hinaus und in den Sumpf hinein geleitet.
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Aus
JP 2006 046 395 A ist bekannt ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse und einem darin angeordneten Schwallblech mit einer Vielzahl von Nasen, die an einer äußeren Fläche des Schwallblechs radial nach außen angeordnet sind. Das Getriebegehäuse umfasst eine Vielzahl von Schraubenlochansätzen, wobei die Vielzahl von Nasen des Schwallblechs radial zwischen der Vielzahl von Schraubenlochansätzen angeordnet ist.
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Aus
US 2005/0 230 215 A1 ist bekannt ein Getriebe mit einer rotierenden Schale in Form eines Außenlamellenträgers einer Lamellenkupplung, wobei der Außenlamellenträger eine Vielzahl von Öffnungen zum Durchgang von Kühlöl aufweist und ein Teil seines Umfangs von einem Schwallblech umgeben ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse und einem darin angeordneten Schwallblech bereitzustellen, wobei das Schwallblech in vereinfachter Weise am Getriebegehäuse befestigt und dazu gegen Verdrehen gesichert ist.
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Dies wird mit einem Getriebe gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Es ist ein Getriebe vorgesehen, das ein Getriebegehäuse, eine rotierbare Komponente, die innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet ist, und einen Sumpf, der unterhalb der rotierbaren Komponente angeordnet ist, zum Speichern eines Hydraulikfluids, umfasst. Ein Getriebezugschwallblech ist zwischen der rotierbaren Komponente und dem Getriebegehäuse angeordnet. Das Schwallblech umfasst eine äußere Fläche, eine innere Fläche, die einen Hohlraum definiert, der im Wesentlichen die rotierbare Komponente umschließt, und eine Vielzahl von Nasen, die von der äußeren Fläche radial nach außen angeordnet sind. Die Vielzahl von Nasen steht mit dem Getriebegehäuse in Kontakt, um zu verhindern, dass sich das Schwallblech dreht. Eine Vielzahl von Öffnungen ist an einem unteren Abschnitt des Schwallblechs angeordnet. Die Vielzahl von Öffnungen erstreckt sich zwischen der inneren Fläche und der äußeren Fläche durch das Schwallblech hindurch. Das Hydraulikfluid von der rotierbaren Komponente sammelt sich an der inneren Fläche des Schwallblechs und wird durch die Vielzahl von Öffnungen aus dem Hohlraum hinaus in den Sumpf hinein geleitet.
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Das Schwallblech umfasst ein vorderes Ende und ein hinteres Ende, das axial gegenüber dem vorderen Ende angeordnet ist, und die Vielzahl von Nasen ist nahe dem vorderen Ende angeordnet.
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In einem Beispiel der vorliegenden Offenlegung umfasst die Vielzahl von Öffnungen drei Öffnungen, und eine erste der drei Öffnungen ist größer als eine zweite und eine dritte der drei Öffnungen.
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In einem noch weiteren Beispiel der vorliegenden Offenlegung ist die erste Öffnung zwischen der zweiten und der dritten Öffnung angeordnet und ist axial entlang des unteren Abschnitts des Schwallblechs angeordnet.
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In einem noch weiteren Beispiel der vorliegenden Offenlegung umfasst das Getriebegehäuse eine untere Wand mit einer Vielzahl von Gehäuseabflusslöchern, die mit dem Sumpf kommunizieren, und die Vielzahl von Öffnungen in dem Schwallblech stehen mit den Gehäuseabflusslöchern der unteren Wand in Verbindung.
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In einem noch weiteren Beispiel der vorliegenden Offenlegung ist die innere Fläche des Schwallblechs entlang eines oberen Abschnitts des Schwallblechs massiv, um das Hydraulikfluid zu sammeln und zu verhindern, dass das Hydraulikfluid über den oberen Abschnitt aus dem Schwallblech austritt.
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Das Getriebegehäuse umfasst eine Vielzahl von Schraubenlochansätzen und die Vielzahl von Nasen des Schwallblechs ist zwischen der Vielzahl von Schraubenlochansätzen angeordnet.
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In einem noch weiteren Beispiel der vorliegenden Offenlegung ist die rotierende Komponente eine rotierende Schale, die zumindest eines von einem Zahnradsatz, einer Welle oder einer Drehmomentübertragungsvorrichtung umschließt, wobei die rotierende Schale eine Vielzahl von Schlitzen aufweist, die einen Transport des Hydraulikfluids dadurch zulassen.
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In einem noch weiteren Beispiel der vorliegenden Offenlegung umfasst das Getriebegehäuse ein vorderes Ende, das nahe einer hydrodynamischen Fluidantriebsvorrichtung angeordnet ist, und das Schwallblech ist nahe dem vorderen Ende des Getriebegehäuses angeordnet.
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In einem noch weiteren Beispiel der vorliegenden Offenlegung befindet sich das Schwallblech direkt radial benachbart zu dem Getriebegehäuse und der rotierenden Komponente, wobei sich zwischen dem Schwallblech und der rotierenden Komponente und dem Schwallblech und dem Getriebegehäuse keine Komponenten befinden.
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In einem noch weiteren Beispiel der vorliegenden Offenlegung ist das Schwallblech radial nach außen von der größten rotierenden Komponente innerhalb des Getriebes angeordnet.
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Weitere Ziele, Beispiele und Vorteile der vorliegenden Offenlegung werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich, in denen gleiche Bezugsziffern die/das gleiche Komponente, Element oder Merkmal bezeichnen.
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich Illustrationszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenlegung in keiner Weise einschränken.
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1 ist eine partielle isometrische Querschnittsansicht eines exemplarischen automatischen Getriebes, welches ein Getriebezugschwallblech gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung aufweist;
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2 ist eine isometrische Hinteransicht einer Ausführungsform eines Getriebezugschwallblechs gemäß der vorliegenden Offenlegung;
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3 ist eine Vorderansicht des Getriebezugschwallblechs der vorliegenden Offenlegung; und
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4 ist eine Unteransicht des Getriebezugschwallblechs der vorliegenden Offenlegung.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Abschnitt eines beispielhaften automatischen Getriebes allgemein durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das Getriebe 10 ist vorzugsweise ein mehrstufiges, automatisch schaltendes Leistungsgetriebe. Das Getriebe 10 ist vorzugsweise ein Hinterradantriebsgetriebe, obwohl einzusehen sein sollte, dass das Getriebe 10 ein Vorderradantriebsgetriebe sein kann, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenlegung abzuweichen. Das Getriebe 10 umfasst allgemein ein Getriebegehäuse 12, das einen Sumpfbereich 14 und einen Getriebezugbereich 16 beherbergt.
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Das Getriebegehäuse 12 ist vorzugsweise ein gegossenes Metallgehäuse, das die verschiedenen Komponenten des Getriebes 10 umgibt und schützt. Das Getriebegehäuse 12 umfasst eine Vielzahl von Durchbrechungen, Durchgangswegen, Schultern und Flanschen, welche diese Komponenten positionieren und tragen. Im Spezielleren definiert das Getriebegehäuse 12 einen axial verlaufenden zentralen Hohlraum 18, der einen vorderen Abschnitt 20 und einen hinteren Abschnitt 22 umfasst. Der vordere Abschnitt 20 ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass er eine hydrodynamische Fluidantriebsvorrichtung (nicht gezeigt) wie z. B. einen herkömmlichen Drehmomentwandler oder eine Fluidkopplungsvorrichtung umgibt. Der hintere Abschnitt 22 erstreckt sich von dem vorderen Abschnitt 20 axial weg. Der hintere Abschnitt 22 ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass er den Getriebezugbereich 16 umgibt, wie unten stehend in größerem Detail beschrieben wird.
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Das Getriebegehäuse 12 definiert eine Vielzahl von Schraubenlochansätzen 24, die sich entlang eines inneren Umfanges des Getriebegehäuses 12 zwischen dem vorderen Abschnitt 20 und dem hinteren Abschnitt 22 erstrecken. Die Schraubenlochansätze 24, von denen nur drei gezeigt sind, erstrecken sich radial nach innen in den zentralen Hohlraum 18 hinein. Es sollte einzusehen sein, dass eine beliebige Anzahl von Schraubenlochansätzen 24 verwendet werden kann, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenlegung abzuweichen.
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Das Getriebegehäuse 12 umfasst auch eine untere Gehäusewand 25, welche den Getriebezugbereich 16 von dem Sumpfbereich 14 trennt. Die untere Gehäusewand 25 umfasst eine Vielzahl von Gehäuseabflusslöchern oder -fenstern 26, die zwischen dem Getriebezugbereich 16 und dem Sumpfabschnitt 14 kommunizieren. Die Vielzahl von Gehäuseabflusslöchern 26 lassen den Transport des Hydraulikfluids von dem Getriebezugbereich 16 zu dem Sumpfbereich 14 zu, wie unten stehend in größerem Detail beschrieben wird.
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Der Sumpfbereich 14 ist unterhalb des Getriebezugbereichs 16 angeordnet und umfasst allgemein einen trockenen oder nassen Sumpf, nicht speziell gezeigt, sowie verschiedene hydraulische Steuerungen und Ventile. Der Sumpf wird verwendet, um das Hydraulikfluid zu speichern, das über das gesamte Getriebe 10 verteilt wird.
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Der Getriebezugbereich 16 umfasst, wie oben erwähnt, rotierende Komponenten, die betrieben werden, um ein Drehmoment von einem Motor des Kraftfahrzeuges auf einen Radantriebsstrang in einer Vielzahl von Vorwärts- und Rückwärtsübersetzungen zu übertragen, wie auf dem technischen Gebiet bekannt. Diese Komponenten sind in 1 nicht spezifisch gezeigt, um die Übersichtlichkeit der Fig. zu wahren. Es ist jedoch eine beispielhafte rotierende Komponente gezeigt, die durch die Bezugsziffer 30 bezeichnet ist. Im vorgesehenen Beispiel ist die rotierende Komponente 30 eine Eingangsschale, die weitere rotierende Komponenten wie z. B. Planetenräder, rotierende Kupplungen oder Bremsen und/oder rotierende Wellen oder weitere Elemente umschließt. Die rotierende Komponente 30 ist das größte rotierende Teil (d. h. mit der größten radialen Abmessung) innerhalb des Getriebes 10. Die rotierende Komponente 30 umfasst eine Vielzahl von Schlitzen 31, die zulassen, dass das Hydraulikfluid durch die rotierende Komponente 30 transportiert wird. In dem vorgesehenen Beispiel ist die rotierende Komponente 30 mit einem rotierenden Element 32 gekoppelt. Das rotierende Element 32 ist wiederum mit einem Träger 34 eines Planetenradsatzes 36 gekoppelt. Es sollte jedoch einzusehen sein, dass das rotierende Element 30 in beliebiger Art und Weise ausgebildet sein kann, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Das Getriebe 10 umfasst ein Schwallblech 50 gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung. Das Schwallblech 50 wird verwendet, um den Zwischenraum zwischen der größten rotierenden Komponente innerhalb des Getriebes 10 (der rotierenden Komponente 30 in dem vorgesehenen Beispiel) und dem Getriebegehäuse 12 zu reduzieren.
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Wendet man sich nun den 2–4 zu, wird das Schwallblech 50 im Detail beschrieben. Das Schwallblech 50 ist allgemein zylindrisch und umfasst einen Mantelabschnitt 52, der eine Längsachse 53 durch eine Mitte des Mantelabschnitts 52 definiert. Der Mantelabschnitt 52 umfasst ein erstes Ende 54, ein zweites Ende 56, das in Längsrichtung gegenüber dem ersten Ende 54 angeordnet ist, eine innere Fläche 58 und eine äußere Fläche 60. Sowohl das erste Ende 54 als auch das zweite Ende 56 sind offen und kommunizieren mit einem Hohlraum 62, der durch die innere Fläche 58 des Mantelabschnitts 52 definiert ist. Die äußere Fläche 60 umfasst eine Vielzahl von axial verlaufenden Versteifungsblechen oder Verstärkungsrippen 63, die die Funktion haben, den Mantelabschnitt 52 zu versteifen. Der Mantelabschnitt 52 ist gestuft (d. h., der äußere Durchmesser des Mantelabschnitts 52 nimmt axial von dem ersten Ende 54 zu dem zweiten Ende 56 hin ab) und entspricht ungefähr den Konturen des Getriebegehäuses 12.
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Unter spezieller Bezugnahme auf 3 umfasst der Mantelabschnitt 52 einen oberen Abschnitt 64 und einen unteren Abschnitt 66. Der obere Abschnitt 64 ist als das Gebiet des Mantelabschnitts 52 definiert, das über einer horizontalen Ebene, durch die Bezugsziffer 68 bezeichnet, angeordnet ist, die den Mantelabschnitt 52 in zwei Bereiche teilt. Der untere Abschnitt 66 ist als das Gebiet des Mantelabschnitts 52 definiert, das unter der horizontalen Ebene 68 angeordnet ist.
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Die innere Fläche 58 in dem oberen Abschnitt 64 ist nicht unterbrochen und umfasst keine Fenster oder andere Öffnungen, um das Hydraulikfluid vollständig aufzufangen. Der Mantelabschnitt 52 umfasst jedoch eine Vielzahl von Öffnungen oder Fenstern mit einer ersten Öffnung 70, einer zweiten Öffnung 72 und einer dritten Öffnung 74. Die Öffnungen 70, 72 und 74 sind alle in dem unteren Abschnitt 66 des Mantelabschnitts 52 angeordnet und erstrecken sich von der inneren Fläche 58 zu der äußeren Fläche 60 hin. Die erste Öffnung 70 ist größer als die zweite und die dritte Öffnung 72 und 74 und ist zwischen der zweiten und der dritten Öffnung 72 und 74 angeordnet. Es sollte einzusehen sein, dass weitere Öffnungskonfigurationen von Öffnungen mit der vorliegenden Offenlegung verwendet werden können, z. B. eine Vielzahl von Abflusslöchern, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenlegung abzuweichen. Die Öffnungen 70, 72 und 74 sind entlang des inneren Umfangs der inneren Fläche 58 derart ausgebildet, dass die Öffnungen 70, 72 und 74 mit der Vielzahl von Gehäuseabflusslöchern 26 in dem Getriebegehäuse 12, wie in 1 gezeigt, ausgerichtet sind, wenn das Schwallblech 50 an dem Getriebegehäuse 12 befestigt ist.
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Das Schwallblech 50 umfasst ferner eine Vielzahl von Nasenelementen 76, die an der äußeren Fläche 60 nahe dem ersten Ende 54 angeordnet sind. Die Nasenelemente 76 sind entlang eines Abschnitts des äußeren Umfangs der äußeren Fläche 60 angeordnet und erstrecken sich zumindest teilweise radial nach außen und axial in Richtung des zweiten Endes 56. Die Nasenelemente 76 sind derart dimensioniert, dass sie zwischen benachbarte Schraubenlochansätze 24 an dem Getriebegehäuse 12 passen, wie in 1 gezeigt. Die Nasenelemente 76 sind in dem vorgesehenen Beispiel dreieckig (siehe 4), es sollte jedoch einzusehen sein, dass die Nasenelemente 76 verschiedene andere Formen aufweisen können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenlegung abzuweichen, sofern die Nasenelemente zwischen die Vielzahl von Schraubenlochansätzen 24 an dem Getriebegehäuse 12 passen (1). Die Nasenelemente 76 dienen dazu, das Schwallblech 50 an dem Getriebegehäuse 12 zu befestigen und eine Rotation des Schwallblechs 50 relativ zu dem Getriebegehäuse 12 zu verhindern.
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Das Schwallblech 50 ist vorzugsweise aus einem Polymer hergestellt. Ein beispielhaftes Polymer umfasst Polyamid (Nylon) 66. Das Schwallblech 50 ist vorzugsweise mittels Spritzguss mit einem Zweizugwerkzeug („two die pull”) hergestellt.
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Zurückkommend auf 1 ist das Schwallblech 50 zwischen dem Getriebegehäuse 12 und der größten rotierenden Komponente innerhalb des Getriebezugbereichs 16 angeordnet. Im Spezielleren umschließt das Schwallblech 50 die rotierende Komponente 30 derart, dass die rotierende Komponente 30 innerhalb des Hohlraums 62 des Schwallblechs 50 angeordnet ist. Die Nasenelemente 76 passen jeweils zwischen benachbarte Schraubenlochansätze 24 des Getriebegehäuses 12. Überdies ist der untere Abschnitt 66 des Schwallblechs 50 derart orientiert, dass der untere Abschnitt 66 benachbart zu dem Sumpfbereich 14 des Getriebes 10 liegt und die Öffnungen 70, 72 und 74 mit der Vielzahl von Gehäuseabflussöffnungen 26 in dem Getriebegehäuse 12 ausgerichtet sind.
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Wenn die rotierende Komponente 30 rotiert, wird das Hydraulikfluid an inneren Komponenten im Inneren der rotierenden Komponente 30 wie z. B. eines Radsatzes, rotierender Kupplungen und Bremsen und Wellen, infolge der Zentrifugalkraft nach außen getrieben. Das Hydraulikfluid sammelt sich an der inneren Fläche 58 des Schwallblechs 50. Die Schwerkraft zwingt dann das Hydraulikfluid, sich das Schwallblech 50 hinunter in den unteren Abschnitt 66 hinein zu bewegen. Dort tritt das Hydraulikfluid aus dem Schwallblech 50 durch die Öffnungen 70, 72 und 74 aus und kommuniziert über die Schnittsegmente 26 in dem Getriebegehäuse 12 mit dem Sumpfbereich 14. Durch Sammeln des Hydraulikfluids in dem Schwallblech 50 wird das unkontrollierbare Bespritzen der anderen rotierenden Komponenten und des Sumpfbereiches 14 mit Hydraulikfluid minimiert.