DE102007022182A1

DE102007022182A1 - Anordnung zur Schmierung bzw. Kühlung der Lamellenschaltelemente eines Hinterachsgetriebes

Info

Publication number: DE102007022182A1
Application number: DE102007022182A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Donaubauer; Alois BÖCK; Florian Dipl.-Ing. Knedler
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2027-05-12
Also published as: DE102007022182B4; WO2008138721A1

Abstract

Es wird eine Anordnung zur Kühlung bzw. Schmierung der Lamellenschaltelemente (3) eines Hinterachsgetriebes (1) bzw. einer Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen vorgeschlagen, bei der radial betrachtet im oberen bzw. äußeren Bereich des Getriebes oberhalb des jeweiligen Schaltelementes (3) ein Ölfangraum (9) angeordnet ist, derart, dass das durch die Drehung der rotierenden Bauteile des Getriebes (1) geschleuderte Öl in den Ölfangraum (9) gefördert wird, wobei Gehäusedurchführungen vorgesehen sind, über die das im Ölfangraum (9) gesammelte Öl in Richtung Getriebemittelachse in den Lamellenträger strömen kann, wo es durch die auftretenden Zentrifugalkräfte durch die Lamellen des Lamellenschaltelementes (3) gepresst wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Schmierung bzw. Kühlung der Lamellenschaltelemente eines Hinterachsgetriebes bzw. einer Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2005 004 290 A1 ist ein Getriebemodul zur variablen Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges bekannt, welches eine erste Welle, die gegenüber einem stehenden Gehäuse um eine Drehachse drehbar gelagert ist, eine mit der ersten Welle antriebsverbundene zweite Welle, eine im Drehmomentfluss zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle angeordnete Getriebestufe mit mindestens einem Planetenrad und einem das zumindest eine Planetenrad tragenden Trägerelement, das um die Drehachse umlaufen kann und eine Kupplung umfasst, die an dem Gehäuse abgestützt ist und zum Ankoppeln des Trägerelements gegenüber dem Gehäuse dient. Hierbei erfolgt durch Ankoppeln des Trägerelements gegenüber dem Gehäuse eine Drehmomentübertragung von der einen der beiden ersten und zweiten Wellen auf die andere der beiden Wellen.
Des weiteren ist aus der DE 697 10 033 T2 ein Differentialgetriebe bekannt, umfassend ein drehbares Bauteil auf der Eingangsseite zur Aufnahme einer externen Antriebskraft, zwei drehbare Bauteile auf der Ausgangsseite, die koaxial zu der Drehachse des eingangsseitigen drehbaren Bauteils angeordnet sind, ein Getriebegehäuse, in dem das eingangsseitige Bauteil und die ausgangsseitigen Bauteile frei drehbar gelagert sind, wobei eine Drehkraft des eingangsseitigen drehbaren Bauteils auf die ausgangsseitigen drehbaren Bauteile übertragen wird, während eine unterschiedliche Drehzahl zwischen den ausgangsseitigen drehbaren Bauteilen zugelassen wird.
Dieses Differentialgetriebe umfasst zudem ein erstes eingangsseitiges Zahnrad, das auf dem eingangsseitigen drehbaren Bauteil an dessen einem axialen Ende angebracht ist, welches zusammen mit dem eingangsseitigen drehbaren Bauteil drehbar ist, ein zweites eingangsseitiges Zahnrad, das an dem eingangsseitigen drehbaren Bauteil angebracht ist und zusammen mit diesem drehbar ist, ein erstes ausgangsseitiges Zahnrad mit einem Verzögerungsverhältnis, das größer oder kleiner in Bezug auf das erste eingangsseitige Zahnrad ist, wobei das erste ausgangsseitige Zahnrad zusammen mit den ausgangsseitigen drehbaren Bauteilen drehbar ist, ein zweites ausgangsseitiges Zahnrad mit einem Verzögerungsverhältnis, das kleiner oder größer in Bezug auf das zweite eingangsseitige Zahnrad ist, wenigstens ein Planetenrad, das mit dem ersten eingangsseitigen Zahnrad und dem ersten ausgangsseitigen Zahnrad kämmt, und wenigstens ein zweites Planetenrad, das mit dem zweiten eingangsseitigen Zahnrad und dem zweiten ausgangsseitigen Zahnrad kämmt.
Bei dem Getriebe gemäß der DE 697 10 033 T2 ist das zweite eingangsseitige Zahnrad an dem eingangsseitigen drehbaren Bauteil an einem axialen Ende angeordnet, wobei das zweite ausgangsseitige Zahnrad koaxial drehbar mit einem der ausgangsseitigen drehbaren Bauteile ist. Des weiteren weist das Differentialgetriebe einen Träger auf, der das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad so abstützt, dass sich diese um ihre eigenen Achsen drehen können und um die Drehachse des eingangsseitigen drehbaren Bauteils umlaufen.
Ferner ist eine erste Drehsteuerung zur Steuerung der Drehung des Trägers um die Drehachse des eingangsseitigen drehbaren Bauteils mit beliebiger Steuerkraft und eine zweite Drehsteuerung zur Steuerung der Drehung des zweiten ausgangsseitigen Zahnrades mit beliebiger Steuerkraft vorgesehen, wobei die Drehsteuerungen eine Anzahl von Reibplatten umfassen, die zu sammen mit dem Träger oder dem zweiten ausgangsseitigen Zahnrad drehbar sind, sowie eine Anzahl von Reibplatten, die gemeinsam mit dem Gehäuse drehbar sind; ferner sind Druckmittel zum Zusammendrücken der Reibplatten mit beliebiger Druckkraft vorgesehen.
Bei dieser Konstruktion werden also zwei Planetensätze neben einem Standard-Kegelausgleichsdifferential derart positioniert, dass ein antriebsseitiges Sonnenrad des jeweiligen Planetensatzes auf dem Differentialkorb und ein zweites, abtriebsseitiges Sonnenrad auf der Abtriebswelle angeordnet ist. Die Planetensätze weisen kein Hohlrad auf und die Stege der Planetensätze sind zur Erzeugung eines Torque-vectoring-Momentes jeweils mittels einer Lamellenbremse an das Gehäuse ankoppelbar, wodurch ein Moment vom Differentialkorb in Richtung des jeweiligen Rades geleitet wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, durch die eine Kühlung bzw. Schmierung der Lamellenschaltelemente eines Hinterachsgetriebes bzw. einer Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen ohne die Notwendigkeit einer Ölpumpe ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Anordnung zur Schmierung bzw. Kühlung der Lamellenschaltelemente eines Hinterachsgetriebes bzw. einer Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen vorgeschlagen, bei der radial betrachtet im oberen bzw. äußeren Bereich des Getriebes oberhalb des jeweiligen Schaltelementes ein Ölfangraum angeordnet ist, derart, dass das durch die Drehung der rotierenden Bauteile des Getriebes geschleuderte Öl in den Ölfangraum gefördert wird. Gemäß der Erfindung läuft das gesammelte Öl über Gehäusedurchführungen in Richtung Getriebemittelachse in den Lamellenträger und wird durch die auftretenden Zentrifugalkräfte durch die Lamellen des Lamellenschaltelementes gepresst.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lamellen des Innenlamellenträgers bzw. die Innenlamellen des Lamellenschaltelementes in Einfräsungen angeordnet sind, welche als Mitnahmeverzahnung und Beölungsöffnungen dienen.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption entfällt die Notwendigkeit einer Ölpumpe zur Schmierung der Lamellenbremsen; durch die Kombination von Tauchschmierung (die Lamellen tauchen teilweise im Ölspiegel ein) und Innenschmierung wird eine wirksame Kühlung gewährleistet. Des weiteren ist die Fertigung der erfindungsgemäßen Anordnung einfach und kostengünstig.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: Eine Schnittansicht eines Teiles eines Hinterachsgetriebes, welche ein Lamellenschaltelement sowie einen gemäß der Erfindung ausgeführten Ölfangraum darstellt, wobei das Schaltelement eine Bremse ist, deren Innenlamellenträger mit dem Planetenträger eines Planetensatzes verbunden ist;
2: Eine Ansicht der Einfräsungen des Planetenträgers des Getriebes gemäß 1, welche gemäß der Erfindung als Mitnahmeverzahnung und Beölungsöffnungen dienen; und
3: Eine perspektivische Ansicht eines Teiles des Gehäuses eines Hinterachsgetriebes zur Veranschaulichung des gemäß der Erfindung ausgebildeten Ölfangraums.
In 1 ist ein Teil eines Hinterachsgetriebes 1 gezeigt, bei dem zwei Planetensätze 5 an jeweils einer Seite eines Kegelausgleichsdifferentials angeordnet sind, so dass ein antriebsseitiges Sonnenrad 8 des jeweiligen Planetensatzes 5 auf dem Differentialkorb und ein zweites, abtriebsseitiges Sonnenrad 6 auf der Abtriebswelle 7 angeordnet ist. Hierbei sind die Planetenträger 2 der Planetensätze zur Erzeugung eines Torque-vectoring-Momentes jeweils mittels einer Lamellenbremse 3 an das Gehäuse 4 ankoppelbar, wodurch ein Moment vom Differentialkorb in Richtung des jeweiligen Rades geleitet wird.
Gemäß der Erfindung ist radial betrachtet im oberen bzw. äußeren Bereich des Getriebes oberhalb des jeweiligen Schaltelementes ein Ölfangraum 9 angeordnet, derart, dass das durch die Drehung der rotierenden Bauteile des Getriebes 1 geschleuderte Öl in den Ölfangraum 9 gefördert wird. Das im Ölfangraum 9 gesammelte Öl läuft erfindungsgemäß über Gehäusedurchführungen durch den Kugelrampenmechanismus zur Betätigung des Schaltelementes 3 über den Lagerhals in Richtung Getriebemittelachse in den Lamellenträger und wird durch die auftretenden Zentrifugalkräfte durch die Lamellen des Schaltelementes 3 gepresst. Die Richtung des Ölflusses ist in der Figur durch den Pfeil 10 veranschaulicht.
Wie aus 1 ersichtlich, sind die Lamellen des Innenlamellenträgers bzw. die Innenlamellen des Schaltelementes 3 auf dem Planetenträger 2 in Einfräsungen 11 angeordnet, welche als Mitnahmeverzahnung und Beölungsöffnungen dienen. Die Einfräsungen 11 sind in 2 veranschaulicht.
Gegenstand der 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Teiles des Gehäuses 4 zur Veranschaulichung des Ölfangraumes 9.
Durch die Erfindung wird eine Anordnung zur Kühlung bzw. Schmierung der Lamellenschaltelemente eines Hinterachsgetriebes bzw. einer Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen geschaffen, welche einfach aufgebaut ist und keine Ölpumpe benötigt.

1: Hinterachsgetriebe
2: Planetenträger
3: Lamellenbremse, Schaltelement
4: Gehäuse
5: Planetensatz
6: Sonnenrad
7: Abtriebswelle
8: Sonnenrad
9: Ölfangraum
10: Ölfluss
11: Einfräsung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005004290 A1 [0002]
- DE 69710033 T2 [0003, 0005]

Claims

Anordnung zur Kühlung bzw. Schmierung der Lamellenschaltelemente (3) eines Hinterachsgetriebes (1) bzw. einer Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen, dadurch gekennzeichnet, dass radial betrachtet im oberen bzw. äußeren Bereich des Getriebes oberhalb des jeweiligen Schaltelementes (3) ein Ölfangraum (9) angeordnet ist, derart, dass das durch die Drehung der rotierenden Bauteile des Getriebes (1) geschleuderte Öl in den Ölfangraum (9) gefördert wird, wobei Gehäusedurchführungen vorgesehen sind, über die das im Ölfangraum (9) gesammelte Öl in Richtung Getriebemittelachse in den Lamellenträger strömen kann, wo es durch die auftretenden Zentrifugalkräfte durch die Lamellen des Lamellenschaltelementes (3) gepresst wird.
Anordnung zur Kühlung bzw. Schmierung der Lamellenschaltelemente (3) eines Hinterachsgetriebes (1) bzw. einer Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen des Innenlamellenträgers des Lamellenschaltelementes (3) in Einfräsungen (11) angeordnet sind, welche als Mitnahmeverzahnung und Beölungsöffnungen dienen.
Anordnung zur Kühlung bzw. Schmierung der Lamellenschaltelemente (3) eines Hinterachsgetriebes (1) bzw. einer Getriebevorrichtung zum Verteilen eines Antriebsmomentes auf wenigstens zwei Abtriebswellen, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall eines Getriebes, bei dem zwei Planetensätze (5) an jeweils einer Seite eines Kegelausgleichsdifferentials angeordnet sind, wobei ein antriebsseitiges Sonnenrad (8) des jeweiligen Planetensatzes (5) auf dem Differentialkorb und ein zweites, abtriebsseitiges Sonnenrad (6) auf der Abtriebswelle (7) angeordnet ist und die Planetenträger (2) der Planetensätze (5) jeweils mittels einer Lamellenbremse (3) an das Gehäuse (4) ankoppelbar sind, die Lamellen des Innenlamellenträgers der Bremse (3) in Einfräsungen (11) auf dem Planetenträger (2) angeordnet sind.