DE202007017040U1

DE202007017040U1 - Gear and gear using this

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Publication number: DE202007017040U1
Application number: DE202007017040U
Authority: DE
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: DE102007041317A1

Abstract

Zahnrad (10, 20, 30, 40) mit einem Zahnkranz (2), einer Nabe (1) und den Zahnkranz mit der Nabe verbindenden Speichen (4, 41), dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (4, 41) als Luftschaufeln ausgebildet sind.gear (10, 20, 30, 40) with a sprocket (2), a hub (1) and the Sprocket with spokes connecting the hub (4, 41), characterized the spokes (4, 41) are designed as air blades.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zahnrad und ein Getriebe, in dem es verwendet wird, insbesondere ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug.The The present invention relates to a gear and a transmission, in it is used, in particular a manual transmission for a motor vehicle.

Bei manuellen Schaltgetrieben werden im Gegensatz zu automatischen Schaltgetrieben üblicherweise passive Strategien zur Verteilung von Schmieröl innerhalb des Getriebes angewandt, um alle Komponenten des Getriebes ausreichend mit Öl zur Schmierung bzw. Kühlung zu versorgen. Die Verteilung des Schmieröls erfolgt hierbei im Wesentlichen durch in einen Ölsumpf eintauchende Zahnräder des Getriebes, die bei ihrer Bewegung Schmieröl aus dem Ölsumpf mitschleppen und es durch ihre Rotation abschleudern, so dass sich im Luftraum oberhalb des Ölsumpfs ein Nebel von Öltröpfchen bildet, der sich auf den zu schmierenden Oberflächen absetzt.at manual transmissions are usually in contrast to automatic transmissions applied passive strategies for distributing lubricating oil within the transmission, around all components of the gearbox sufficient with oil for lubrication or cooling to supply. The distribution of the lubricating oil takes place essentially through into an oil sump diving gears of the transmission, the lugging along with their movement lubricating oil from the oil sump and it spin off through their rotation, leaving themselves in the airspace above of the oil sump forming a mist of oil droplets, which settles on the surfaces to be lubricated.

Ein Problem dieser Schmiertechnik ist, dass es schwierig ist, eine ausreichende Schmierung an schwer zugänglichen Oberflächen zu gewährleisten. Wenn sich im Laufe der Entwicklung eines Getriebes ergibt, dass Oberflächen existieren, die nicht ausreichend durch den Ölnebel mit Schmieröl versorgt werden können, so hat der Entwickler im Wesentlichen nur die Möglichkeit, das Getriebe von Grund auf so neu zu konstruieren, dass derartige Oberflächen vermieden werden (was häufig durch Form und Größe des für den Einbau des Getriebes verfügbaren Raums oder andere Randbedingungen ausgeschlossen ist), oder eine Zwangsschmierung vorzusehen. Die für eine solche Zwangsschmierung erforderliche Ölpumpe führt zu einer nicht zu vernachlässigenden Kostensteigerung und stellt eine zusätzliche Quelle möglicher Funktionsstörungen dar.One Problem of this lubrication technique is that it is difficult to get a sufficient Lubrication to hard to reach surfaces to ensure. If In the course of the development of a gear mechanism, it emerges that surfaces exist, not enough through the oil mist with lubricating oil can be supplied Thus, the developer has essentially only the option of the transmission of Reason to redesign so that such surfaces avoided become (which often by shape and size of the for installation of the transmission available space or other boundary conditions is excluded), or forced lubrication provided. The for Such forced lubrication required oil pump leads to a not negligible cost increase and provides an additional Source of possible dysfunction represents.

Aus JP 08 166 055 A ist ein Schmieraufbau für ein Getriebe bekannt, bei dem durch die Radscheibe eines Zahnrades Öldurchgangsbohrungen schräg zu einer Drehachse des Zahnrades hindurch geführt sind, um Öl durch Fliehkraftwirkung von einer Seite der Radscheibe auf die andere zu befördern. Der freie Querschnitt der Durchgänge ist klein, und das Öl fließt als Flüssigkeit durch die Bohrungen. Es muss daher auch bei diesem Getriebe eine Auffangfläche, an der sich das Öl niederschlägt, in einer Region des Getriebes platziert sein, in der sich ein ausreichend dichter Ölnebel bildet.Out JP 08 166 055 A A lubricating structure for a transmission is known in which through the wheel disc of a gear oil through holes are guided obliquely to an axis of rotation of the gear through to convey oil by centrifugal force from one side of the wheel disc to the other. The free cross-section of the passages is small, and the oil flows through the bores as a liquid. Therefore, even in this gearbox, a collecting area where the oil precipitates must be placed in a region of the gearbox in which a sufficiently dense oil mist forms.

Ein Zahnrad mit einem Zahnkranz, einer Nabe und den Zahnkranz mit der Nabe verbindenden Speichen ist als Kettenrad bei Fahrrädern gebräuchlich.One Gear with a sprocket, a hub and the sprocket with the Hub connecting spokes is in use as a sprocket on bicycles.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Zahnrad und ein das Zahnrad verwendendes Getriebe anzugeben, die eine gezielte Verlagerung des Ölnebels ermöglichen.task The present invention is a gear and a gear specify using gear that a targeted shift of the oil mist enable.

Die Aufgabe wir gelöst, indem bei einem Zahnrad mit Zahnkranz, Nabe und diese verbindenden Speichen die Speichen als Luftschaufeln ausgebildet sind. Das Zahnrad kann somit gleichzeitig eine Ventilatorfunktion wahrnehmen und Ölnebel aus einem Teil des Getriebes in einen anderen verlagern.The Task we solved, by having a gear with sprocket, hub and these connecting Spokes the spokes are designed as air blades. The gear can thus simultaneously perform a fan function and oil mist move one part of the gearbox to another.

Das Zahnrad ist auf einfache Weise fertigbar, indem Flügel der Luftschaufeln aus einer Radscheibe freigeschnitten und ausgelenkt sind.The Gear is easily manufacturable by wings of the Air blades cut out of a wheel disc and deflected are.

Wenn der Zahnkranz über die Radscheibe in wenigstens einer Richtung axial übersteht, sind die Flügel vorzugsweise in dieselbe Richtung axial ausgelenkt. Durch den Überstand des Zahnkranzes wird ein Hohlraum geschaffen, in welchem die Flügel ohne Gefahr eines Zusammenstoßes mit anderen Getriebeteilen rotieren können.If the sprocket over the wheel disc projects axially in at least one direction, are the wings preferably deflected axially in the same direction. By the supernatant of the sprocket, a cavity is created in which the wings without Danger of a collision can rotate with other gear parts.

Es kann auch zweckmäßig sein, bei in einer Richtung axial überstehendem Zahnkranz die Flügel in zu der einen Richtung entgegengesetzter Richtung auszulenken, damit sich die Flügel in einem für den Ölnebel gut erreichbaren Luftraum bewegen können.It may also be appropriate with axially projecting in one direction Sprocket the wings in to deflect the one direction of opposite direction, so the wings in a for the oil mist can move easily accessible airspace.

Die Nabe steht zweckmäßigerweise in dieselbe Richtung wie der Zahnkranz über die Radscheibe über.The Hub is appropriate in the same direction as the sprocket over the wheel disc.

In einem das oben beschriebene Zahnrad als ein erstes Zahnrad verwendenden Getriebe kann das erste Zahnrad mit einem zweiten Zahnrad auf einer gemeinsamen Welle montiert sein. Ein Zahnkranz des zweiten Zahnrades kann dann zweckmäßigerweise einen Radius aufweisen, der zwischen dem Innen- und dem Außenradius der Speichen liegt. Ein von dem ersten Zahnrad parallel zur Welle angetriebener Ölnebelstrom trifft somit auf den Zahnkranz des zweiten Zahnrades und sorgt für dessen Schmierung, auch wenn das zweite Zahnrad selbst nicht in der Lage ist, in einen Ölsumpf einzutauchen oder in einem Bereich des Getriebes liegt, der ohne die von dem ersten Zahnrad angetriebene Strömung vom Ölnebel abgeschirmt wäre.In one using the gear described above as a first gear Transmission may be the first gear with a second gear on a common Be mounted shaft. A sprocket of the second gear can then expediently have a radius between the inner and the outer radius the spokes lie. One from the first gear parallel to the shaft driven oil mist stream thus meets the sprocket of the second gear and ensures its Lubrication, even if the second gear itself is not able is in an oil sump submerge or lie in an area of the gearbox without the flow driven by the first gear would be shielded from the oil mist.

Ein Soll-Ölstand für das Getriebe kann dann so spezifiziert sein, dass zwar das erste Zahnrad in Schmieröl eintaucht, das zweite aber nicht. Indem die Zahl der in das Schmieröl eintauchenden Zahnräder auf diese Weise klein gehalten wird, werden Plantschverluste des Getriebes minimiert, und ein guter Wirkungsgrad wird erreicht.One Reference oil level for the Gear can then be specified so that although the first gear in lubricating oil dives in, but the second does not. By the number of immersed in the lubricating oil Gears on this way is kept small, splashing losses of the gearbox minimized, and good efficiency is achieved.

Einer anderen Ausgestaltung des Getriebes zufolge kann das Zahnrad einer Wand eines Gehäuses des Getriebes benachbart sein, in der eine das Zahnrad tragende Welle gelagert ist. Indem das Zahnrad einen Ölnebelstrom gegen die Wand lenkt, wird an der Wand kontinuierlich Öl abgeschieden, das an der Wand abwärts fließt und von dem wenigstens ein Teil das Lager erreicht und es schmiert.According to another embodiment of the transmission, the gear may be adjacent to a wall of a housing of the transmission, in which a shaft carrying the gear is mounted. By the gear steering an oil mist stream against the wall, Oil is continuously deposited on the wall, flowing down the wall and at least part of which reaches the bearing and lubricates it.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters. Show it:

1 eine Draufsicht in axialer Richtung auf ein Zahnrad gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung; 1 a plan view in the axial direction of a gear according to a first embodiment of the invention;

2 einen Schnitt durch das Zahnrad der 2 a section through the gear of

1 entlang der Linie II-II aus 1; 1 along the line II-II 1 ;

3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus 1, eingebaut in ein Getriebe; 3 a section along the line III-III 1 , installed in a gearbox;

4 eine Draufsicht in axialer Richtung auf ein Zahnrad gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung; 4 a plan view in the axial direction of a gear according to a second embodiment of the invention;

5 einen Schnitt entlang der Ebene V-V aus 4; 5 a section along the plane VV 4 ;

6 das Zahnrad der 4 im Schnitt entlang der Ebene VI-VI, eingebaut in einem Getriebe; 6 the gear of the 4 in section along the plane VI-VI, installed in a gearbox;

7 eine axiale Draufsicht auf eine Zahnrad gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung; 7 an axial plan view of a gear according to a third embodiment of the invention;

8 einen Schnitt entlang der Ebene VIII-VIII aus 7; 8th a section along the plane VIII-VIII 7 ;

9 das Zahnrad der 7 im Schnitt entlang der Ebene IX-IX, in Beziehung zu einer Gehäusewand eines Getriebes; und 9 the gear of the 7 in section along the plane IX-IX, in relation to a housing wall of a transmission; and

10 eine axiale Draufsicht auf ein Zahnrad gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung. 10 an axial plan view of a gear according to a fourth embodiment of the invention.

1 ist eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Zahnrad 10 mit einer Nabe 1, einem Zahnkranz 2 und einer einteilig mit Nabe 1 und Zahnkranz 2 gegossenen oder geschmiedeten Radscheibe 3, die in drei sich schraubenförmig um die Nabe erstreckende, abgeflachte Speichen 4 gegliedert ist. Die Speichen sind voneinander jeweils durch einen schmalen radialen Spalt 5 getrennt, so dass der gesamte Körper des Zahnrades 10 hinterschneidungsfrei und leicht zu formen ist, wie insbesondere an dem Schnitt der 2 deutlich wird. 1 is a plan view of a gear according to the invention 10 with a hub 1 a sprocket 2 and one-piece with hub 1 and sprocket 2 cast or forged wheel disc 3 in three helically extending around the hub, flattened spokes 4 is articulated. The spokes are separated from each other by a narrow radial gap 5 separated so that the entire body of the gear 10 is undermining and easy to shape, especially at the intersection of the 2 becomes clear.

Die Schraubenlinienform der Speichen 4 erstreckt sich jeweils über die gesamte Dicke des Zahnrades 10; ein bündig mit der Vorderseite von Nabe 1 und Zahnkranz 2 abschließender Rand der Speichen ist mit 6 bezeichnet; es gibt auch einen entsprechenden mit der Rückseite bündigen Rand.The helical shape of the spokes 4 each extends over the entire thickness of the gear 10 ; one flush with the front of hub 1 and sprocket 2 final edge of the spokes is with 6 designated; There is also a corresponding flush with the back edge.

3 zeigt einen axialen Schnitt durch das Zahnrad 10 der 1, zusammen mit einem zweiten, kleineren Zahnrad 11 auf einer Welle 12 eines Kraftfahrzeug-Schaltgetriebes montiert. Das Gehäuse 13 des Schaltgetriebes bildet eine Ölwanne 14, die sich unter dem Zahnrad 10, aber nicht unter dem Zahnrad 11 erstreckt, und in welche der Zahnkranz 2 des Zahnrades 10 eintaucht, nicht aber die Speichen 4. Wenn die Welle 12 rotiert, plantschen die Zähne des Zahnkranzes 2 und eventuell die Zähne von benachbarten, nicht dargestellten Zahnrädern im Öl der Ölwanne 14 und erzeugen über dieser einen Ölnebel. Die Speichen 4 des Zahnrades 10 wirken wie die Luftschaufeln eines Ventilators und treiben den Ölnebel gegen das Zahnrad 11, so dass sich an dessen Zähnen Öl niederschlägt und diese schmiert. 3 shows an axial section through the gear 10 of the 1 , along with a second, smaller gear 11 on a wave 12 a motor vehicle gearbox mounted. The housing 13 of the gearbox forms an oil pan 14 that are under the gear 10 but not under the gear 11 extends, and in which the sprocket 2 of the gear 10 dips, but not the spokes 4 , When the wave 12 rotates, splashing the teeth of the sprocket 2 and possibly the teeth of adjacent gears (not shown) in the oil pan oil 14 and create an oil mist above it. The spokes 4 of the gear 10 act like the air blades of a fan and drive the oil mist against the gear 11 so that oil precipitates on its teeth and lubricates them.

Eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Zahnrads ist in 4 in einer Draufsicht in axialer Richtung gezeigt. Das Zahnrad 20 der 4 ist aus einer Blechronde gefertigt, indem durch Tiefziehen die Nabe 1 und der Zahnkranz 2 geformt, die zwischen ihnen bestehen bleibende Radscheibe 3 durch Stanzschlitze 21 in Speichen 4 gegliedert und durch die Stanzschlitze 21 auf drei Seiten freigeschnittene Flügel 22 in die ringförmige Vertiefung zwischen Nabe 1 und Zahnkranz 2 hineingebogen werden, wie insbesondere in dem Schnitt der 5 zu erkennen.A second embodiment of a gear according to the invention is in 4 shown in a plan view in the axial direction. The gear 20 of the 4 is made of a sheet metal blank by deep drawing the hub 1 and the sprocket 2 shaped, the wheel disc remaining between them 3 through punched slots 21 in spokes 4 articulated and through the punched slots 21 on three sides cut wings 22 in the annular recess between the hub 1 and sprocket 2 be bent in, as in particular in the section of the 5 to recognize.

Wie das Zahnrad 10 der 1 kann das Zahnrad 20 eingesetzt werden, um ein benachbart auf derselben Welle rotierendes, kleines Zahnrad zu ölen; 6 zeigt eine Anwendung, in welcher es benachbart zu einer vertikalen Wand eines Getriebegehäuses 13 angebracht ist, und die das Zahnrad 20 tragende Welle 12 in der Wand durch ein Lager 23 gehalten ist. Wenn das Zahnrad 20 rotiert, bläst es einen Ölnebel gegen die Wand des Gehäuses 13, der dazu führt, dass sich abscheidendes Öl an der Wand abwärts fließt. Dabei erreicht ein Teil des Öls das Lager 23 und sorgt für dessen Schmierung.Like the gear 10 of the 1 can the gear 20 can be used to oil a small gearwheel rotating adjacent to the same shaft; 6 shows an application in which it is adjacent to a vertical wall of a transmission housing 13 attached, and the gear 20 bearing wave 12 in the wall through a warehouse 23 is held. If the gear 20 rotates, it blows an oil mist against the wall of the housing 13 that causes the oil to drain down the wall. Part of the oil reaches the bearing 23 and ensures its lubrication.

Die in 7 in Draufsicht gezeigte Ausgestaltung eines Zahnrades 30 unterscheidet sich von dem Zahnrad 20 dadurch, dass durch H-förmige Stanzschlitze 31 jeweils an jeder Speiche 4 zwei Flügel 32, 33 frei geschnitten sind, von denen jeweils einer 32 in die von Zahnkranz 2 und Nabe 1 begrenzte ringförmige Vertiefung und der andere 33 in entgegengesetzter Richtung ausgelenkt ist. Auch dieses Zahnrad 30 kann zum Schmieren eines benachbarten Zahnrades oder eines Lagers 23 an einer benachbarten Gehäusewand, wie in 9 gezeigt, eingesetzt werden.In the 7 Embodiment of a gear shown in plan view 30 is different from the gear 20 in that by H-shaped punched slots 31 each at each spoke 4 two wings 32 . 33 are freely cut, of which one each 32 in the von Zahnkranz 2 and hub 1 limited annular recess and the other 33 is deflected in the opposite direction. Also this gear 30 can be used to lubricate an adjacent gear or bearing 23 on an adjacent housing wall, as in 9 shown to be used.

Die Ausstanzungen 21, 31 schwächen die Radscheibe 3, so dass die Drehmomentbelastbarkeit der Zahnräder 10, 20, 30 jeweils geringer ist als die eines Zahnrades mit geschlossener Radscheibe von gleicher Wandstärke. Für die meisten praktischen Anwendungen ist dies nicht kritisch, da es genügt, nur einen kleinen Teil der Fläche der Radscheibe 3 zu Flügeln umzuformen, um die gewünschte Strömung des Ölnebels anzutreiben. Eine alternative Ausgestaltung, die trotz großer Flügelfläche eine hohe Drehmomentbelastbarkeit aufweist, ist in 10 gezeigt; hier sind die Speichen 41 des Zahnrades 40 nicht radial orientiert, sondern es treffen jeweils zwei Speichen 41 aus verschiedenen Richtungen am Zahnkranz 2 aufeinander. Aus dieser Anordnung resultieren zwischen den Speichen 41 zwei Typen von Flügeln 42, 43, von denen hier jeweils die größeren 42 in die Vertiefung zwischen Zahnkranz und Nabe hinein und die kleineren 43 in entgegengesetzter Richtung ausgelenkt sind.The punched out 21 . 31 weaken the wheel disc 3 , so the torque capacity of the gears 10 . 20 . 30 each is less than that of a gear with a closed wheel disc of the same wall thickness. For most practical applications, this is not critical, since it is sufficient, only a small part of the surface of the wheel disc 3 transform to wings to drive the desired flow of oil mist. An alternative embodiment, which despite high wing area has a high torque capacity, is in 10 shown; Here are the spokes 41 of the gear 40 not radially oriented, but there are two spokes 41 from different directions on the sprocket 2 each other. This arrangement results between the spokes 41 two types of wings 42 . 43 of which here are the larger ones 42 into the depression between the sprocket and hub and the smaller ones 43 are deflected in the opposite direction.

11: Nabehub
22: Zahnkranzsprocket
33: Radscheibewheel disc
44: Speichenspoke
55: Spaltgap
66: Randedge
1010: Zahnradgear
1111: Zahnradgear
1212: Wellewave
1313: Gehäusecasing
1414: Ölwanneoil pan
2020: Zahnradgear
2121: Stanzschlitzpunching slot
2222: Flügelwing
2323: Lagercamp
3030: Zahnradgear
3131: Stanzschlitzpunching slot
3232: Flügelwing
3333: Flügelwing
4040: Zahnradgear
4141: Speichespoke
4242: Flügelwing
4343: Flügelwing

Claims

Gear ( 10 . 20 . 30 . 40 ) with a sprocket ( 2 ), a hub ( 1 ) and the sprocket with the hub connecting spokes ( 4 . 41 ), characterized in that the spokes ( 4 . 41 ) are designed as air blades.

Gearwheel according to claim 1, characterized in that wings ( 22 . 32 . 33 . 42 . 43 ) of the air blades from a wheel disc ( 3 ) are cut and deflected.

Gearwheel according to claim 2, characterized in that the sprocket ( 2 ) over the wheel disc ( 3 ) projects axially in at least one direction and that the wings ( 22 . 32 . 42 ) are deflected in the same direction.

Gearwheel according to claim 2, characterized in that the sprocket ( 2 ) over the wheel disc ( 3 ) projects axially in one direction and that the wings ( 33 . 43 ) are deflected in one direction opposite direction.

Gearwheel according to one of claims 2 to 4, characterized in that the hub ( 1 ) in the same direction as the sprocket ( 2 ) over the wheel disc ( 3 ) survives.

Transmission with at least one first gear ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first gear ( 10 ) with a second gear ( 11 ) on a common wave ( 12 ) and that a sprocket of the second gear ( 11 ) has a radius between the inner and outer radius of the spokes ( 4 ) lies.

Transmission according to claim 6, characterized in that a target oil level for the transmission is specified so that the first gear ( 10 ) in lubricating oil ( 14 ) and the second gear ( 11 ) Not.

Gear with at least one gear ( 20 . 30 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the gear of a wall of a housing ( 13 ) of the transmission is adjacent, in which a the gear ( 20 . 30 ) carrying wave ( 12 ) stored ( 23 ).