(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑剤を部分的に充たした歯車ハウジング（１２）と、歯車ハウジング（１２）に固定された少なくとも１個の外部装置（３０）であって、該装置を通して潤滑剤が再調質のために運ばれる装置とを含み、前記運ぶのに要するエネルギが歯車（２２）と潤滑剤との間の直接の相互作用により歯車（２２）から潤滑剤に伝達されることにより得られるようになっており、また、潤滑剤を外部装置（３０）まで運ぶ入口ダクト（４０）が配設され、前記入口ダクトは、歯車ハウジング（１２）内に位置していて歯車（２２）によってはね上げられた潤滑剤を受入れる入口（４４）を有し、その入口（４４）は、歯車（２２）の周囲の接線方向に延びる延在部分を有しており、また、前記外部装置（３０）から歯車ハウジング（１２）まで潤滑剤を運ぶ出口ダクト（５０）が配設されている歯車装置（１０）用の装置において、前記外部装置（３０）が取り付けられる歯車ハウジング（１２）の取付け部（１６）が、前記入口ダクト（４０）と前記出口ダクト（５０）とを固定プレート（３８）に組み込んだ構成の個別に組み立て可能な接続装置（３６）から構成され、前記取付け部（１６）を構成する前記接続装置（３６）の前記固定プレート（３８）に前記外部装置（３０）が取付けられるとともに、前記固定プレート（３８）が歯車ハウジングに装着固定されていることを特徴とする歯車装置用の装置。
【請求項２】
前記外部装置（３０）がオイルフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記入口（４４）が潤滑剤の表面（２８）に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記出口ダクト（５０）が、出口（７２）が潤滑剤の表面（２８）の上方に位置している第２のダクト（５０）から構成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記歯車（２２）が冠歯車であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記歯車装置（１０）が車両用の中央歯車であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は特許請求の範囲の請求項１の序文に記載の歯車装置用の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在市販されている自動車におけるギヤのような殆んどの歯車装置は所謂はねかけ式潤滑法により潤滑されている。このことは、歯車ハウジングが、部分的にオイルで充てんされ、少なくとも１個の歯車が少なくとも部分的にオイルに浸漬されているようなオイル溜めを有していることを意味する。作動の間、歯車が回転し、オイルがオイル溜めからはね上げられ、必要な潤滑を提供する。この方法では歯車が長く作動すればする程オイルが益々汚れるようになり、摩耗を増大させる。この摩耗を低減させ、従って歯車の寿命を延すためには、歯車の寿命にわたって適当な間隔でオイルが交換される。
【０００３】
歯車の寿命をさらに延す一方法はオイルを常に清浄するために歯車にフィルタを配設することである。この方法は今日、例えば若干の車両のギヤボックスにおいて実行されている。そのような解決では、費用が高くつき、かつ時間のかかる必要保守作業の間の作動時間をさらに長くすることができる。
【０００４】
しかしながら、そのような解決手段は、ポンプ装置によりフィルタを通してオイルを汲み上げる必要があることを意味し、歯車装置の設計をさらに高価にかつ複雑にする。
【０００５】
自動車の駆動軸に配設された中央歯車の場合、殆んどの場合、いずれの形態の濾過も行わずにはねかけ式潤滑のみが用いられるので問題は特に深刻である。
【０００６】
独国特許第４０  ２３  ３６４号は、中央歯車の冠歯車が歯車ハウジングの内部に配設されたリザーバへオイルをはね上げる方法を示している。次に、オイルはパイプを介してリザーバから流下し、例えばハブ軸受のような届きにくい部分を潤滑し、そこからオイルはオイル溜めまで戻る。この方法によれば、冠歯車からの運動エネルギがオイルを移動させることにより位置エネルギに変換され潤滑を可能とし、濾過とかその他の調質は行われない。
【０００７】
前述の推論は濾過以外の種類の潤滑オイルの再調質、例えばオイルを冷却してオイルを外部の冷却配管を通して送りうるようにする再調質についても適用される。
【０００８】
独国特許第３１  １６  ５９５号は車両の中央歯車のための潤滑オイルを冷却する方法を示している。この方法は歯車ハウジングの部分的に内側で、部分的に外側に配設された冷却配管を提供している。冷却ハウジングが閉鎖され、潤滑オイルを冷却するための冷却剤を入れている。この方法は、オイルが冷却配管を通して流れないのでその他の種類の再調質には適合しえない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ギヤボックスの設計に大がかりで高価な修正を加える必要なく単純な手段により歯車装置用潤滑オイルの再調質を解決することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的に対して、本発明による装置は特許請求の範囲の主要請求項の特徴記述の部分に記載の特徴を有する。歯車装置に組み込まれた歯車からの運動エネルギを潤滑オイルに伝達することにより潤滑オイルを再調質装置まで送ったり、かつそこから戻すための入口及び出口ダクトを組込みかつ外部装置即ち再調質装置が取付けられた固定プレートを有する個別に組み立て可能な接続装置から構成された取付け部を備えた歯車ハウジングを設計することにより、オイルを再調質するために従来の歯車ハウジングに対して極小さい修正を加えるのみでよい。再調質装置まで潤滑剤を送る入口ダクトは歯車によってはね上げられた潤滑剤を受入れる入口を有し、その入口は、歯車の周囲の接線方向に延びる延在部分を有している。そのため流れのエネルギ損失は最小とされる。
【００１２】
本設計はエネルギ源として冠歯車を用いることのできる自動車の中央歯車においては特に有利である。
【００１３】
本発明による装置のその他の特徴や利点は、参照番号が対応する部分を指示している添付図面を参照している実施例の説明のところで指示されている。
【００１４】
【実施例】
図１は、ここではトラック２に属している車両フレーム４の後部分を示す。トラック２の推進力は、例えばディーゼルエンジンのような、ここでは示していない駆動装置において従来通り発生し、車両の前方向にある推進シャフト装置を介して、特に歯車ハウジング１２と、ここでは冠歯車の形態の歯車２２とを含む中央歯車の形態の歯車装置１０まで後方に伝達される。冠歯車２２は、差動歯車装置（図示せず）を介して捩れ力を駆動軸（図示せず）に伝達するように従来通り接続されており、その作用は推進軸８から駆動軸と、それに配設されている車輪６（ここでは１個のみ示す）に伝達することである。走行中、図１に示す冠歯車２２は前進装置が噛み合うと時計方向に、後退装置が噛み合うと反時計方向に回転する。
【００１５】
中央歯車１０は、はねかけ方式により、歯車ハウジング１２の底部にあるオイルだめ２６からのオイルにより潤滑されている。前進の間回転冠歯車２２が歯車ハウジング１２の後方半分に配設された外部オイルフィルタ３０用の取付け部１６を介して送られる潤滑オイルをはね上げると潤滑オイルは濾過される。オイルはフィルタ３０を通った後歯車ハウジング１２に戻される。必要に応じて、フィルタ３０は、例えば通気ユニットあるいはオイル冷却パイプのようなその他のいずれかの再調質装置で代替することができる。
【００１６】
図２および図３は歯車ハウジング１２の後方部分と、オイルフィルタ３０と、冠歯車２２の一部を示している。図２は冠歯車２２の周囲の線のみを示し、図３は組み込まれた歯２４を示す。
【００１７】
オイルフィルタ３０は従来技術のものであり、歯車ハウジング１２の取付け部分１６に固定されている。取付け部分１６は、個別に組み立てうるように配設された接続装置３６から構成されている。オイルフィルタ３０は形状が基本的に円筒形であり、中央のオイル出口３４と、該出口３４に対して共軸線関係の外部のオイル出口３２とを有している。
【００１８】
接続装置３６は歯車ハウジング１２の壁１４を貫通し、後方向に向いた孔１８に固定されている。歯車ハウジング１２は車両の前方向に対して基本的に垂直の平面に位置し、接続装置３６に面した基本的に平坦な接触面２０を有している。
【００１９】
図４において個別に示している接続装置３６はその基本的な要素として固定プレート３８と、以下入口ダクトと称し歯車ハウジング１２からオイルフィルタ３０まで潤滑オイルを送るように設計されているダクト４０と、ここでは第２のダクト５０として指示され、以下出口ダクトと称し歯車ハウジング１２まで潤滑オイルを戻すように設計された接続部５０とを組み込んでいる。
【００２０】
入口ダクト４０は、入口４４がオイル溜め２６におけるオイルの表面２８の近傍、好ましくはそれより下方の点で冠歯車２２の周囲近傍に位置させたパイプ部４２と、固定プレート３８を通り、円形の溝４８と指示された出口部分４８まで通じ、オイルがフィルタ３０の入口３２の全面にわたって送ることができるようにする孔４６との双方から構成されている。入口ダクト４０は基本的に入口４４から出口４８まで立ち上っている。
【００２１】
出口ダクト５０は円筒形で外側にねじを切ったパイプ５２と制御カバー６０との双方から構成されている。パイプ５２は、フィルタ３０のオイル出口３４にねじで固定された入口部５４と、接続装置３６を通り、ねじ固定のための孔５８にねじ固定された出口部分５６とを有している。制御カバー６０の最も重要な機能は冠歯車によってばね上げられるオイルが出口ダクト５０を介してフィルタ３０中へ送り込まれないようにすることである。
【００２２】
オイルフィルタ３０はパイプ５２にねじで固定され、従って接続装置３６に固定されている。接続装置３６の方は、ここでは４本の植込みボルト７８である多数の締結具７６によって歯車ハウジング１２に固定されており、第１の組の相互作用するナット８０および孔２３は接続装置３６を通っている。締結具７６はまた、第２の組のナット８１により保護キャップ７４を歯車ハウジング１２に固定する。保護キャップ７４の機能はフィルタ３０をゴミ、および例えば路面からの物体のようなその他の何らかの影響から保護することである。
【００２３】
接続装置３６は、入口ダクト４０、パイプ部分４２、制御カバー６０、プラスチック成形の固定プレート３８の薄い部分を含む第１の部分と、固定プレート３８の金属製の残りの部分を含む第２の部分とから構成することができる。代替的に前記の部分は一体に成形した単一のプラスチックあるいは金属製の部材から構成してもよい。代替実施例として、パイプ部分４２と制御カバー６０とを固定プレート３８に溶接することができる。接続装置３６は、特に製造方法の選択に応じて本説明に記載した以外の形状を構成部材がとりうるようにさらに別の形態で構成してもよい。
【００２４】
入口ダクト４０の入口４４は潤滑オイルの表面２８の下方の近傍の点において、好ましくは冠歯車２２から極数ミリの距離をおいて該冠歯車２２の周囲の近傍に位置している。入口４４は冠歯車２２の接線方向に向き、パイプ部分４２は立ち上がり、かつその延在部分にわたって僅かに曲げられ、このようにして入口ダクト４０を通しての流れのエネルギの損失が最小限となるようにすべきである。パイプ部分４２はまた、層流損失を低減するために比較的大きな直径とすべきである。
【００２５】
入口４２の最適面積はパイプ部分４２の直径に依存するのではなく、系の圧力低下によって決まる。入口の面積が小さいと低流量で高静圧を発生させ、一方面積がより大きいと、圧力低下が無いとして低静圧で高流量を発生させる。しかしながら実際には、フィルタ６０にわたって常にある程度の圧力低下があり、特に閉塞を発生させる程度までの圧力低下がある。所定の濾過効率を達成するために、入口の面積にわたって最小の圧力が必要であるので入口の面積は圧力がこの最小値以下に低下しない限り出来るだけ大きくあるべきである。効率は単位時間当りの流れの容積、すなわち流量として定義され、例えばオイルの品質、オイルの温度、冠歯車２２の回転速度、および前述のように、特に閉塞を発生させる程度に応じて決まるフィルタ６０にわたっての圧力低下のようなある条件によって左右される。従って、入口４４の面積は所定の条件下での所定の効率に対応する流量をフィルタ６０を通して提供するように適合させる。
【００２６】
入口の周りで出来るだけ好ましい流量を得るためには、入口４４はまた、その流れパターンが壁１４によって影響を受けるような量のオイルが入口ダクト４０に送り込まれないようにするのに十分な距離を歯車ハウジングの壁１４から離して位置されるべきである。
【００２７】
試験したところでは、入口４４が横方向に、かつ基本的に図３に最も明確に示すように冠歯車２２の歯の外縁部２５と対向して位置すると入口ダクト１１を通して最大の流量が得られることを示している。
【００２８】
出口ダクト５０の制御カバー６０は２つの機能を有している。すなわち第１に濾過されたオイルを、入口ダクト４０へすぐには戻らない歯車ハウジング１２における個所まで送ることにより限定された同量のオイルがフィルタ３０を通して連続的に送られることがないようにすることで、第２に冠歯車２２によってはね上げられた潤滑オイルが出口ダクト５０を通してフィルタ３０へ戻らないようにすることである。従って、制御カバー６０は、床部分６４および屋根部分６６を構成しているともいえる第１の壁部分６２を含み、床部分６４はオイルがフィルタ３０を通して戻らないようにする。また、制御カバー６０は垂直平面に主として向いている第２の壁部分６８を含み、前記第２の壁部分の外縁部７０は床部分よりも僅かにより長く延びており、そのためオイルは、外縁部７０と歯車ハウジングの壁１４との間で出口を構成しているといえる空隙７２を通して導かれ、そのためオイルは入口ダクト４０の入口４４から離れる方向にはね上げられる。
【００２９】
前述の装置は以下の方法によって組み立てることができる。
【００３０】
オイルフィルタ３０がまず、外側にねじを切ったパイプ５２における接続装置３６にボルト止めされ、そのとき接続装置３６は歯車ハウジング１２に締結された植込みボルト７８に嵌合され、第１の組のナット８０により固定される。次に保護キャップ７４が歯車ハウジング１２に嵌合され、第２の組のナット８１により固定される。保護キャップ７４には密封性を向上させるために、固定プレート３８から部分的に突出した部分７５を適当に備えている。さらに密封性を向上させるために、第１の組のナット８０を固定プレート３８にくぼませてもよい。
【００３１】
フィルタを交換する場合、保護キャップ７４が外され、そうすれば接続装置３６を外す必要なくフィルタ３０を外し交換することができる。このためゴミが歯車ハウジング１２へ侵入する危険性を低下させる。
【００３２】
前述のように、入口ダクト４０の入口４４が出来るだけ冠歯車２２に近接して位置することが有利である。中央歯車に設けた公差が比較的幅があること、また冠歯車を選択することにより冠歯車２２の周囲と歯車ハウジング１２との間の距離を変動させうる。冠歯車２２と入口４４との間の最適距離を得るために、多数のスペーサを接続装置３６の平坦部分３８と歯車ハウジング１２の接触面２０との間に位置させることができる。代替的な設計によれば、入口ダクト４０のパイプ部分４２は、固定プレート３８から分離でき、組立ての間、冠歯車２２と入口４４との間の望ましい位置が得られるまで固定プレート３８に固定されたパイプ接続具に対して押圧される。
【００３３】
前述の実施例によれば、車両が前進しかつ最低の速度で走行しているときのみ潤滑オイルの濾過が可能である。しかしながら、試験したところでは、種々形式のトラックにおいて経験する殆んどの種類の負荷状態において十分な濾過が達成されるものの、特に、度々低速で推進される車両には例えばハブ歯車のような減速装置が設けられているので冠歯車の周速はより高速の車両の場合と概ね同じであることを示している。
【００３４】
冠歯車すなわち歯車装置が作動時間の大部分にわたり他の方向に回転するような用途においては、潤滑オイルを両回転方向において濾過しうるようにする、本発明による別の装置を歯車ハウジングの反対側に位置させることが可能である。
【００３５】
冠歯車が無いか、あるいは冠歯車を用いることが適当でない用途においては、トランスミッションの他のいずれかの歯車部分を用いることができる。
【００３６】
前述の説明から明らかなように、車両に本発明による装置を備えうるようにするために必要な既存の中央歯車ハウジングに対する修正は極小規模なものである。さらに、本発明の装置に対して調製した、従って孔１８を備えた歯車ハウジングであって、何らかの理由で濾過装置が必要とされない歯車ハウジングは、接続装置を嵌合する代りに孔をカバーで密閉することにより容易に対応しうる。
【００３７】
本発明による装置はまた、従来技術の方法により冷却あるいは通気させることにより濾過以外の種類のオイル再調質のためにも使用しうる。
【００３８】
前述した実施例は本発明に対して何らかの制限を加えるべきでなく、本発明の概念から逸脱することなく、類似の問題や条件が介在している代替形態によっても実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置を装着した中央歯車装置を備えた車両の概略側面図。
【図２】図３においてＩＩ−ＩＩで示す車両の縦方向の垂直平面における断面で示す本発明による装置の拡大図。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った本発明による装置の拡大図。
【図４】本発明による接続装置の斜視図。
【符号の説明】
１０  歯車装置
１２  歯車ハウジング
１６  取付け部
２２  冠歯車
２８  オイルの表面
３０  オイルフィルタ
３６  接続装置
４０  ダクト
４４  入口
５０  出口ダクト
７２  出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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