DE102004046297A1

DE102004046297A1 - Anordnung zur Abdichtung von koaxialen Antriebswellen

Info

Publication number: DE102004046297A1
Application number: DE200410046297
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Drabek; Ralf Dr. Kubalczyk
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abdichtung von zwei koaxial zueinander angeordneten, in einem Getriebegehäuse (3) gelagerten Wellen, einer Zentralwelle (9) und einer Hohlwelle (10), wobei die Zentralwelle (9) stirnseitig aus der Hohlwelle (10) austritt und einen Austrittsbereich bildet. Es wird vorgeschlagen, dass der Austrittsbereich als zur Stirnseite der Hohlwelle (10) offener Ringspalt zur Aufnahme mindestens eines Dichtmittels (13) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abdichtung von zwei koaxial zueinander angeordneten, in einem Getriebegehäuse gelagerten Wellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Koaxial zueinander angeordnete Antriebswellen sind insbesondere bei Doppelkupplungen für Getriebe in Kraftfahrzeugen, so genannten Doppelkupplungsgetrieben bekannt. Durch die DE 101 34 118 A1 wurde eine Doppelkupplung mit zwei koaxial zueinander angeordneten Wellen, einer Zentral- oder Vollwelle und einer Hohlwelle, bekannt, welche über eine erste bzw. zweite Kupplung geschaltet werden. Die Doppelkupplung ist über ein Gehäuse mit dem Getriebe verbunden, wobei die aus dem Kupplungsgehäuse austretenden Antriebswellen zum Innenraum der Kupplung abgedichtet sind – dies ist z. B. in der EP 345 423 A1 dargestellt, welche eine hydraulisch betätigte, nass laufende Doppelkupplung zeigt. in der DE 41 15 989 A1 ist ein Doppelkupplungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug dargestellt, wobei das Kupplungsgehäuse und das Getriebegehäuse nebeneinander angeordnet und durch eine Trennwand voneinander abgeteilt sind. Eine ähnliche Anordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe mit einer im Getriebegehäuse gelagerten Zentralwelle und Hohlwelle, welche von der Doppelkupplung wechselweise geschaltet werden, ist in der DE 35 30 017 A1 gezeigt. Dichtmittel zur Abdichtung der Antriebswellen des Doppelkupplungsgetriebes sind hier nicht offenbart.

Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, dass bei Verwendung von unterschiedlichen Ölen für die Doppelkupplung einerseits und das Getriebe andererseits eine Abdichtung beider Ölräume erforderlich ist, da beide über einen Ringspalt zwischen Zentralwelle und Hohlwelle miteinander kommunizieren.

Durch die WO 01/69 107 A1 der Anmelderin wurde eine Getriebeeinheit, bestehend aus einem stufenlosen und einem mechanischen Getriebe in unterschiedlichen Ölräumen, bekannt, die gegeneinander über eine Trennwand abgedichtet sind. Allerdings werden durch diese Trennwand keine koaxialen Wellen, sondern nur eine Antriebswelle geführt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Anordnung von zwei koaxialen Antriebswellen der eingangs genannten Art eine wirksame, konstruktiv einfache, leicht montierbare Abdichtung zu schaffen und darüber hinaus eine Entlüftung und Leckagekontrolle zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist im Austrittsbereich der Zentralwelle aus der Hohlwelle ein vergrößerter Ringspalt zur Aufnahme mindestens eines Dichtmittels vorgesehen. Damit wird der Vorteil einer einfachen, leicht montierbaren Abdichtung des Getriebeölraums gegenüber einem benachbarten Ölraum erreicht.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der etwa rechteckförmige Ringspalt in der Hohlwelle vorgesehen und stirnseitig offen, während die Zentralwelle glatt bleibt, d. h. eine durchgehende Oberfläche im Dichtbereich behält. Vorteilhafterweise sind zwei Radialwellendichtringe vorgesehen, die mit einem Axialspalt in dem Ringspalt angeordnet sind. In diesem Abstandsbereich der beiden Wellendichtringe ist in der Zentralwelle mindestens eine Querbohrung, verbunden mit einer Längsbohrung, zum Zwecke einer Drainage, d. h. der Ableitung von Lecköl vorgesehen, welches entweder aus dem Getriebeölraum oder einem benachbarten Ölraum übertritt. Vorteilhafterweise ist die Längsbohrung ins Freie geführt, wobei das äußerste Ende der Zentralwelle, ein Wellenzapfen, aus dem Getriebegehäuse herausragt. Vorteilhaft ist ferner, dass das Getriebegehäuse durch die Drainage auch entlüftet wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird diese Abdichtung einer Zentral- gegenüber einer Hohlwelle bei Doppelkupplungsgetrieben für Kraftfahrzeuge eingesetzt, d. h. die Zentral- und die Hohlwelle werden wechselweise von einer ersten oder zweiten Kupplung der Doppelkupplung angetrieben. Doppelkupplungsgetriebe sind für Kraftfahrzeuge an sich bekannt, wie durch den eingangs genannten Stand der Technik belegt. Sie vereinen Vorteile von Handschaltgetrieben mit Automatikgetrieben, sind Lastschaltgetriebe und schalten ohne Zugkraftunterbrechung. Bei nass laufenden Lamellenkupplungen werden für die Doppelkupplung und das Getriebe unterschiedliche Ölsorten verwendet. Eine Abdichtung beider Ölräume ist daher erforderlich. Bei einem kompakt bauenden Kraftfahrzeuggetriebe erweist sich die efindungsgemäße Abdichtung als besonders vorteilhaft, zumal gleichzeitig auch eine Drainage, Leckagekontrolle und Entlüftung bewirkt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Doppelkupplungsgetriebes (ohne Zahnräder) für ein Kraftfahrzeug und
2 einen Ausschnitt X des Doppelkupplungsgetriebes mit Wellenabdichtung.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Doppelkupplungsgetriebe 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Kupplungsgehäuse 2 und einem Getriebegehäuse 3, welche eine gemeinsame Trennwand 4 aufweisen. Im Kupplungsgehäuse 2 ist eine Doppelkupplung 5 angeordnet, welche eine erste Kupplung 6 und eine zweite Kupplung 7 aufweist. Die Doppelkupplung 5 wird von einer Antriebswelle 8 über ihr Gehäuse angetrieben. Im Getriebegehäuse 3 sind eine Zentralwelle 9, die als Vollwelle ausgebildet ist, und eine koaxial angeordnete Hohlwelle 10 drehbar angeordnet und ragen teilweise in das Kupplungsgehäuse 2 hinein. Das stirnseitige Ende 9a der Zentralwelle 9 ist mit der ersten Kupplung 6 und das stirnseitige Ende 10a der Hohlwelle 10 ist mit der zweiten Kupplung 7 drehfest verbunden. Die Hohlwelle 10 ist im Bereich der Trennwand 4 gelagert und durch eine Dichtung 11 abgedichtet. Zwischen der Zentralwelle 9 und der Hohlwelle 10 ist ein Radialspalt 12 angeordnet, der stirnseitig innerhalb des Getriebegehäuses 3 durch eine Dichtung 13 abgedichtet ist. Die Zentralwelle 9 ist mit ihrem anderen Stirnende 9b nach außen (ins Freie) geführt und durch eine Dichtung 14 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 abgedichtet. Im Getriebegehäuse 3 ist eine zweite Welle, eine Abtriebswelle 15, drehbar angeordnet, welche über nicht dargestellte Radsätze mit der Zentralwelle 9 oder der Hohlwelle 10 in Eingriff steht. Das Getriebegehäuse 3 umschließt einen ersten Ölraum und das Kupplungsgehäuse 2 einen zweiten Ölraum, welche mit unterschiedlichen Ölsorten teilweise gefüllt sind. Die beiden Kupplungen 6, 7 sind beispielsweise nass laufende Lamellenkupplungen, für die ein anderes Öl als für die Schmierung der Zahnräder im Getriebegehäuse 3 verwendet wird. Beide Ölräume sind aufgrund der erwähnten Dichtmittel 11, 13 hermetisch gegeneinander abgedichtet, so dass eine Vermischung beider Ölsorten nicht stattfinden kann.
2 zeigt den Ausschnitt X aus 1, d. h. den getriebeseitigen Teil der Zentralwelle 9 und das getriebeseitige Stirnende 10b der Hohlwelle 10 (für gleiche Teile werden gleiche Bezugszahlen wie in 1 verwendet). Die Zentralwelle 9 ist mit ihrem Stirnende 9b über ein Lager 16 im Getriebegehäuse 3 gelagert und in Form eines Zapfens nach außen geführt, wobei der Zapfen über die Dichtung 14, einen Radialwellendichtring, gegenüber dem Gehäuse 3 abgedichtet ist. Die Zentralwelle 9 sowie die Hohlwelle 10 weisen nicht näher bezeichnete Verzahnungen und Zahnräder auf, welche mit der hier nicht dargestellten Abtriebswelle 15 in Zahneingriff stehen – zwecks Schaltung der einzelnen Gänge. Auf die Funktion eines Doppelkupplungsgetriebes und dessen Schaltung wird hier nicht eingegangen, da dies aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt und im Hinblick auf die Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist.
Die Dichtung 13 zwischen Hohlwelle 10 und Zentralwelle 9 besteht aus zwei Radialwellendichtringen 13a, 13b, welche in einem stirnseitig offenen Ringspalt 17 in der Hohlwelle 10 angeordnet sind. Zwischen beiden Radialwellendichtringen 13a, 13b ist ein Axialspalt 18 belassen, in dessen Bereich Querbohrungen 19 in die Zentralwelle 9 eingebracht sind. Die Zentralwelle 9 weist eine Längsbohrung 20 auf, welche über eine stirnseitige Öffnung 20a im Wellenzapfen 9b ins Freie bzw. zu einer nicht dargestellten Leckagekontrollvorrichtung führt. Die Querbohrungen 19 bilden somit in Verbindung mit der Längsbohrung 20 eine Drainage der Dichtung 13, d. h. Lecköl, welches zwischen Dichtring 13a und Zentralwelle 9 oder Dichtring 13b und Zentralwelle 9 in den Axialspalt 18 übertritt, wird durch die Drainage 19, 20, 20a nach außen abgeleitet und somit als Leckage erkannt. Gleichzeitig fungiert die Drainage 19, 20, 20a auch als Entlüftung des Getriebegehäuses 3.

1: Doppelkupplungsgetriebe
2: Kupplungsgehäuse
3: Getriebegehäuse
4: Tennwand
5: Doppelkupplung
6: erste Kupplung
7: zweite Kupplung
8: Antriebswelle
9: Zentralwelle
9a: Stirnende
9b: Stirnende
10: Hohlwelle
10a: Stirnende
10b: Stirnende
11: Dichtung
12: Radialspalt
13: Dichtung
13a: Radialwellendichtring
13b: Radialwellendichtring
14: Dichtung
15: Getriebeabtriebswelle
16: Lager
17: Ringspalt
18: Axialspalt
19: Querbohrung
20: Längsbohrung
20a: Austrittsöffnung

Claims

Anordnung zur Abdichtung von zwei koaxial zueinander angeordneten, in einem Getriebegehäuse (3) gelagerten Wellen, einer Zentralwelle (9) und einer Hohlwelle (10), wobei die Zentralwelle (9) stirnseitig aus der Hohlwelle (10) austritt und einen Austrittsbereich bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsbereich als zur Stirnseite der Hohlwelle (10) offener Ringspalt (17) zur Aufnahme mindestens eines Dichtmittels (13) ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (17) radial nach außen durch einen Wandbereich am Stirnende (10b) der Hohlwelle (10) und radial nach innen durch die Zentralwelle (9) begrenzt und im Querschnitt etwa rechteckförmig ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Dichtmittel (13) durch zwei Radialwellendichtringe (13a, 13b) gebildet wird.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Radialwellendichtringen (13a, 13b) eine Drainage bzw. Entlüftung (19) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drainage bzw. Entlüftung durch mindestens eine Querbohrung (19) und eine Längsbohrung (20) in der Zentralwelle (9) gebildet wird.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralwelle (9) mit Längsbohrung (20) aus dem Getriebegehäuse (3) herausgeführt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welten Abtriebswellen (9, 10) einer Doppelkupplung (5, 6, 7) sind, welche mit dem Getriebegehäuse (3) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelkupplung (5) in einem Kupplungsgehäuse (2) aufgenommen ist, welches mit dem Getriebegehäuse (3) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (3) ein Doppelkupplungsgetriebe (9, 10, 15) in sich aufnimmt und dass der vom Getriebegehäuse (3) umschlossene Raum gegenüber dem von Kupplungsgehäuse (2) umschlossenen Raum durch das Dichtmittel (13) abgedichtet ist.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem vom Getriebegehäuse (3) umschlossenen Raum und dem vom Kupplungsgehäuse (2) umschlossenen Raum eine Trennwand (4) angeordnet ist, durch welche die Antriebswellen (9, 10) geführt sind und dass die Hohlwelle (10) gegenüber der Trennwand (4) durch ein Dichtmittel (11) abgedichtet ist.