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Die Erfindung betrifft Achsgetriebe für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Ölkreislaufs eines Achsgetriebes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
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Aus der gattungsgemäßen
US 6 299 561 B1 ist eine Vorrichtung zur Regelung eines Schmierstoffpegels eines Achsgetriebes bekannt, wobei innerhalb eines unteren Bereiches eines Achsgetriebegehäuses Wände im Ölsumpf angebracht sind, wodurch der Ölsumpf in einen ersten und einen zweiten Ölsumpf getrennt wird. Erster und zweiter Ölsumpf sind durch Drosseln miteinander verbunden, die einen bestimmten Ölaustausch zwischen erstem und zweitem Ölsumpf erlauben und welche eine Absenkung eines Ölpegels in dem zweiten Ölsumpf bewirken, in welchen zweiten Ölsumpf ein Tellerrad des Achsgetriebes eintaucht. Eine Ausführungsform beschreibt dabei Drosseln in Form von ansteuerbaren Ventilen, mittels welcher Ventile eine Höhe des Ölpegels in dem zweiten Ölsumpf beeinflussbar ist. Auf diese Weise wurde eine kostengünstige Vorrichtung zur Verringerung von Panschverlusten eines Achsgetriebes geschaffen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von dem bekannten Achsgetriebe ein Achsgetriebe darzustellen, bei welchem Panschverluste weiter verringert werden.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Achsgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Steuerung eines Ölkreislaufs eines Achsgetriebes mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
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Demgemäß wird ein Achsgetriebe mit einem Achsgetriebegehäuse und einem innerhalb des Achsgetriebegehäuses angeordneten ersten Ölsumpf, welcher einen ersten Ölpegel aufweist, vorgestellt. Mit dem Achsgetriebegehäuse ist ein äußeres Gehäuse des Achsgetriebes gemeint. Mit dem Ölpegel ist eine Füllstandshöhe des Öls in dem Ölsumpf gemeint. Mit dem Öl ist jede Art von einem flüssigen Schmierstoff gemeint. Das Achsgetriebe weist ferner ein Zahnrad auf, wobei eine Drehachse des Zahnrades als Zahnradachse bezeichnet ist, wobei die Zahnradachse im Wesentlichen parallel zu dem ersten Ölpegel angeordnet ist. Bei dem Zahnrad handelt es sich zum Beispiel um ein Tellerrad des Achsgetriebes oder auch um ein Kronenrad. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Zahnrad um ein an einem Ausgleichsgehäuse angeordnetes Tellerrad, welches in Form eines Winkeltriebes mit einem Antriebskegelrad kämmt. Der erste Ölpegel liegt dabei vorzugsweise zumindest bei einem Ruhezustand des Achsgetriebes höher als eine Unterkante des Zahnrads.
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Das Achsgetriebe weist ferner einen zweiten Ölsumpf auf, in welchen das Zahnrad taucht und welcher mit dem ersten Ölsumpf über eine erste Drossel verbunden ist, welche erste Drossel unterhalb des ersten Ölpegels angeordnet ist. Der zweite Ölsumpf weist einen zweiten Ölpegel auf. Da die Verbindung des ersten Ölsumpfes mit dem zweiten Ölsumpf unter bestimmten Umständen in gedrosselter Form vorliegt, stellt sich unter bestimmten Umständen ein zweiter Ölpegel ein, dessen Höhe von einer Höhe des ersten Ölpegels verschieden ist.
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Erfindungsgemäß ist der zweite Ölsumpf in einer nach unten geschlossenen Wanne aufgenommen, welche nach unten geschlossene Wanne innerhalb des Achsgetriebegehäuses angeordnet ist und in den ersten Ölsumpf eintaucht. Die nach unten geschlossene Wanne ummantelt das Zahnrad dabei teilweise, indem sie sich zu beiden Seiten des Zahnrades zu der Zahnradachse erstreckt. Der Begriff unten bezieht sieh dabei auf das Achsgetriebe in einem in dem Kraftfahrzeug eingebauten Zustand, in welchem die Zahnradachse wiederum im Wesentlichen waagrecht angeordnet ist.
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Auf diese Weise entsteht zwischen einer Innenfläche der nach unten geschlossenen Wanne, und einer Oberfläche des Zahnrades ein Spalt. In einem unteren Teil des Spaltes kann sich der zweite Ölsumpf bilden, in einem oberen Teil des Spaltes wird Öl, welches von einer Bewegung des Zahnrades mitgerissen wird, im Wesentlichen in eine bogenförmige Bewegung gebracht.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird Öl, welches sich innerhalb des Spaltes befindet besonders gut von dem sich in Bewegung befindlichem Zahnrad mitgerissen, wodurch sich ein besonders geringer Ölbedarf zur Schmierung des Zahnrades und anderer beweglicher Teile des Achsgetriebes ergibt. Dadurch lässt sich die Ölmenge in der Umgebung des Zahnrades verringern, wodurch wiederum ein verringerter Panschverlust resultiert. Unter Panschverlust wird ein Reibungsverlust durch bewegtes Öl verstanden.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die innenfläche der nach unten geschlossenen Wanne der Oberfläche des Zahnrades derart angepasst ist, dass der Spalt im Wesentlichen einen gleichmäßigen Abstand zwischen der Innenfläche der Wanne und der äußeren Oberfläche des Zahnrades aufweist. Auf diese Weise werden Toträume im Spalt vermieden, wodurch die Menge des Öls im Spalt weiter verringert werden kann. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn der Spalt verhältnismäßig dünn ist, da dann bei einer Bewegung des Zahnrades das ganze im Spalt befindliche Öl in Bewegung versetzt wird, wodurch sich eine einheitliche Strömung ohne größere Verwirbelungen ergibt. Vorteilhafter Weise liegt eine Spaltdicke zu beiden Seiten des Zahnrades in einem Bereich von 0,5 bis 2 cm. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn sich die nach unten geschlossene Wanne auch entlang eines eventuell im Achsgetriebe vorhandenen Ausgleichsgehäuses fortsetzt, wodurch sich auch zwischen der nach unten geschlossenen Wanne und dem Ausgleichsgehäuse der Spalt fortsetzt, wobei die oben angegebene vorteilhafte Spaltdicke auch hierfür gilt und wodurch aus den besagten Gründen eine benötigte Ölmenge und damit Panschverluste weiter verringert werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht eine nach oben geschlossene Wanne vor, welche innerhalb des Achsgetriebegehäuses und oberhalb des ersten Ölpegels angeordnet ist und welche das Zahnrad teilweise ummantelt, indem sie sich zu beiden Seiten des Zahnrades zu der Zahnradachse erstreckt. Auf diese Weise können Panschverluste weiter reduziert werden. Vorteilhafter Weise erstreckt sich die nach oben geschlossene Wanne ebenfalls über das gegebenenfalls vorhandene Ausgleichsgehäuse.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die nach oben geschlossene Wanne und die nach unten geschlossene Wanne durch eine nach hinten geschlossene Wanne unter Bildung einer einem Umfang des Zahnrades folgenden durchgehenden Wannenform verbunden sind, wobei sich die Wannenform über mindestens einen halben Umfang des Zahnrades erstreckt. Damit sind das Zahnrad und das gegebenenfalls vorhandene Ausgleichsgehäuse weitgehend von der Wannenform umgeben. Ausgespart bleibt ein bestimmter Bereich des Umfangs des Zahnrades, der aus bestimmten Gründen nicht ummantelt werden sollt, wie zum Beispiel ein Bereich des Zahnrades, welcher in Eingriff mit einem Antriebszahnrad, wie zum Beispiel einem Antriebskegelrad, steht. Mit nach hinten ist ein Umfangsbereich des Zahnrades gemeint, welcher dem nicht ummantelten Bereich, also zum Beispiel dem Eingriffsbereich, gegenüber liegt.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht eine Ölsammelvorrichtung zum Sammeln von Öl vor, welches durch das Zahnrad gefördert wird, wobei die Ölsammelvorrichtung oberhalb des ersten Ölpegels angeordnet ist und mit dem ersten Ölsumpf verbunden ist, wobei die Ölsammelvorrichtung derart angeordnet ist, dass Öl, welches entlang einer Innenwand der nach oben geschlossenen Wanne abläuft, zumindest teilweise von der Ölsammelvorrichtung aufgenommen werden kann. Die nach oben geschlossene Wanne reduziert somit nicht nur die Parischverluste sondern bewirkt auch eine Zuführung von Öl in die Ölsammelvorrichtung, von wo aus das Öl gezielt an bestimmte Stellen abgeleitet werden kann. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ölsammelvorrichtung mit einem Lager eines Antriebszahnrades verbunden. Auf diese Weise wird Öl zur Schmierung des Lagers gezielt dem Lager zugeführt.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Drossel ein ansteuerbares Ventil zum zumindest teilweisen Öffnen und/oder Schließen der Verbindung von dem ersten und dem zweiten Ölsumpf aufweist. Mittels des ansteuerbaren Ventils kann die erste Drossel in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen des Achsgetriebes geöffnet oder geschlossen oder in einem gewissen Maß teilweise geöffnet werden. Ein Ölstrom von dem ersten Ölsumpf zu dem zweiten Ölsumpf kann durch einen veränderlichen Querschnitt der ersten Drossel oder durch eine Frequenz eines periodischen Öffnens der ersten Drossel eingestellt werden. Somit kann durch das ansteuerbare Ventil die Ölmenge des zweiten Ölsumpfes eingestellt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ventil dabei ein Sitzventil oder Tellerventil mit einer elektrischen Betätigungsvorrichtung und einer Feder ist, wobei das Sitzventil über die Feder standardmäßig geöffnet ist. Mit standardmäßig ist ein nicht bestromter Zustand der elektrisch ansteuerbaren Betätigungsvorrichtung gemeint. Durch die Anordnung der Feder in dieser Form des standardmäßig offenen Zustands ist eine ausreichende Ölzufuhr zu dem Zahnrad auch dann gewährleistet, wenn ein Fehler in der elektrischen Ansteuerung der Betätigungsvorrichtung vorliegt.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die nach unten geschlossene Wanne unterhalb des ersten Ölpegels eine zweite Drossel zur Verbindung des ersten Ölsumpfes mit dem zweiten Ölsumpf aufweist. Vorteilhafter Weise wird die zweite Drossel mit der ersten Drossel kombiniert, wobei sich ein Drosselquerschnitt der zweiten Drossel von dem der ersten Drossel vorteilhafter Weise unterscheidet.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite Drossel mit einem feststehenden Öffnungsquerschnitt mit der ersten Drossel, welche das ansteuerbare Ventil aufweist, kombiniert wird. Auf diese Weise kann eine Schalthäufigkeit des ansteuerbaren Ventils reduziert werden, da geringe Ölströme von dem ersten Ölsumpf zu dem zweiten Ölsumpf Ober die zweite Drossel fließen können. Größere Ölströme von dem ersten Ölsumpf zu dem zweiten Ölsumpf können durch einen veränderlichen Querschnitt der ersten Drossel und/oder durch eine Frequenz eines periodischen Öffnens der ersten Drossel eingestellt werden.
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Ein Verfahren Zur Steuerung eines Ölkreislaufs eines Achsgetriebes eines Kraftfahrzeuges zeichnet sich dadurch aus, dass der Ölkreislauf des Achsgetriebes aufweist
- – ein Achsgetriebegehäuse,
- – einen innerhalb des Achsgetriebegehäuse angeordneten ersten Ölsumpf, welcher einen ersten Ölpegel aufweist,
- – ein Zahnrad mit einer Zahnradachse, welche im Wesentlichen parallel zu dem ersten Ölpegel angeordnet ist, wobei der erste Ölpegel höher liegt als eine Unterkante des Zahnrads,
- – einen innerhalb des Achsgetriebegehäuse angeordneten zweiten Ölsumpf, in welchen das Zahnrad taucht und welcher einen zweiten Ölpegel aufweist,
- – wobei der erste Ölsumpf und der zweite Ölsumpf über eine erste Drossel, welche ein ansteuerbares Ventil zum zumindest teilweisen Öffnen und/oder Schließen der ersten Drossel aufweist, verbunden sind.
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Erfindungsgemäß weist der Ölkreislauf eine Ölsammelvorrichtung zum Sammeln von Öl auf, welches durch das Zahnrad gefördert wird, wobei die Ölsammelvorrichtung oberhalb des ersten Ölpegels angeordnet ist und mit dem ersten Ölsumpf sowie mit einem Lager eines Antriebszahnrades verbunden ist, und wobei eine Höhe des zweiten Ölsumpfes und eine Ölmenge, welche über die Ölsammelvorrichtung zu dem Lager des Antriebszahnrades gelangt, mittels des ansteuerbaren Ventils in Abhängigkeit von einem Achseingangsdrehmoment und/oder von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von einer Öltemperatur und/oder von einem Vorliegen eines Schubbetriebes verändert wird. Vorteilhafter Weise weist der Ölkreislauf eine elektronische Steuereinrichtung auf, welche mit dem ansteuerbaren Ventil verbunden ist und mittels welcher das ansteuerbare Ventil in Abhängigkeit von Parametern, welche in der elektronischen Steuereinheit gespeichert sind, betätigt werden kann. Vorteilhafter Weise ist die elektronische Steuereinrichtung mit einem Raddrehzahlsensor oder einem anderen Geschwindigkeitssensor und/oder mit einem Öltemperatursensor und/oder mit Sensoren eines Antriebsmotors und/oder mit Sensoren einer Getriebesteuerung mittelbar oder unmittelbar verbunden. Mit dem Schubbetrieb ist ein Betrieb des Kraftfahrzeuges gemeint, bei welchem das Kraftfahrzeug rollt und der Antriebsmotor kein Antriebsmoment an das Achsgetriebe abgibt sondern geschleppt wird. Mit dem Segelbetrieb ist ein Betrieb des Kraftfahrzeugs gemeint, bei welchem das Kraftfahrzeug rollt und der Antriebsmotor von dem Achsgetriebe abgekoppelt ist.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden somit gleichzeitig die Höhe des zweiten Ölsumpfes und die Ölmenge, welche über die Ölsammelvorrichtung zu dem Lager des Antriebszahnrades gelangt, mittels des ansteuerbaren Ventils beeinflusst. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders einfache und elegante Regelung einer Ölmenge unmittelbar an dem Zahnrad und einer Ölmenge, die dem Lager zum Zwecke einer Lagerschmierung zugeführt wird, mittels eines einzigen ansteuerbaren Ventils.
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Eine erste vorteilhafte Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die erste Drossel im Wesentlichen geöffnet ist, wenn ein hohes Achseingangsdrehmoment und/oder eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine niedrige Öltemperatur und oder ein Schubbetrieb vorliegen. Auf diese Weise kann eine Lebensdauer des Achsgetriebes erhöht werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die erste Drossel periodisch geöffnet und geschlossen wird, wobei eine Öffnungsperiode und/oder eine Schließperiode der ersten Drossel von dem Achseingangsdrehmoment und/oder von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von der Öltemperatur und/oder von dem Vorliegen eines Schubbetriebes abhängen. Auf diese Weise kann die erste Drossel besonders kostengünstig ausgeführt werden, da diese nur in der Lage sein muss, einen völlig geöffneten Zustand und einen völlig geschlossenen Zustand darzustellen.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnungen, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben, näher erläutert, wobei gleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind.
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Dabei zeigen
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1 eine Konstruktionszeichnung eines Achsgetriebes in einer Ansicht quer zu einer Zahnradachse,
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2 eine Konstruktionszeichnung des Achsgetriebes in einer Ansicht entlang einer Zahnradachse,
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3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Steuerung eines Ölkreislaufs eines Achsgetriebes.
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1 zeigt eine Konstruktionszeichnung eines Achsgetriebes 1 für ein nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug mit einem Achsgetriebegehäuse 2, einen innerhalb des Achsgetriebegehäuses 2 angeordneten ersten Ölsumpf 3, welcher einen ersten Ölpegel 4 aufweist. Das Achsgetriebe 1 weist ferner ein Zahnrad 5 mit einer Zahnradachse 6 und einer Verzahnung 10 auf. Die Zahnradachse 6 ist im Wesentlichen parallel zu dem ersten Ölpegel 4 angeordnet. Das Zahnrad 5 taucht in einen zweiten Ölsumpf 7 mit einem zweiten Ölpegel 29, wobei der zweite Ölsumpf 7 mit dem ersten Ölsumpf 3 über eine erste Drossel 8 verbunden ist, welche erste Drossel 8 unterhalb des ersten Ölpegels 4 angeordnet ist.
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Der zweite Ölsumpf 7 ist in einer nach unten geschlossenen Wanne 9 aufgenommen, welche Wanne 9 innerhalb des Achsgetriebegehäuses 2 angeordnet ist und in den ersten Ölsumpf 3 eintaucht und welche Wanne 9 des Zahnrad 5 teilweise ummantelt, indem sie sich zu beiden Seiten des Zahnrades 5 zu der Zahnradachse 6 erstreckt. Zu beiden Seiten des Zahnrades 5 bedeutet sowohl auf einer Seite der Verzahnung 10 als auch auf einer der Verzahnung 10 abgewandten Seite 11 des Zahnrades 5. Die nach unten geschlossene Wanne 9 erstreckt sich weiter entlang eines Ausgleichsgehäuses 12. Auf diese Weise entsteht ein Spalt zwischen der nach unten geschlossenen Wanne 9 und dem Ausgleichsgehäuse 12 sowie dem Zahnrad 5, wobei der Spalt in verschiedene Bereiche unterteilt werden kann: ein erster Spalt 13 zwischen dem Ausgleichsgehäuse 12 und der nach unten geschlossenen Wanne 9, ein zweiter Spalt 14 zwischen der Verzahnung 10 und der nach unten geschlossenen Wanne 9 und ein dritter Spalt 15 zwischen der der Verzahnung 10 abgewandten Seite 11 des Zahnrades 5 und der nach unten geschlossenen Wanne 9, in der nach unten geschlossenen Wanne 9 ist in einem Bereich des zweiten Spaltes 14 und in der Nähe eines unteren Scheitelpunktes 16 die erste Drossel 8 angeordnet, welche ein ansteuerbares Ventil 18 in Form eines Sitzventils aufweist. Der erste Ölsumpf 3 und der zweite Ölsumpf 7 sind über die erste Drossel 8 miteinander verbunden, wobei die Verbindung mittels des Sitzventils 18 geöffnet und geschlossen werden kann. Das Sitzventil 18 verfügt über eine in 2 dargestellte Betätigungsvorrichtung und ist mit einem nicht dargestellten elektronischen Steuergerät verbunden.
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Die nach unten geschlossene Wanne 9 ist über eine in 1 nicht dargestellte nach hinten geschlossene Wanne 19 mit einer nach oben geschlossenen Wanne 20 in Form einer in 1 nicht dargestellten durchgehenden Wannenform 21 verbunden. Die nach oben geschlossene Wanne 20 ist innerhalb des Achsgetriebegehäuses 2 und oberhalb des ersten Ölpegels 4 angeordnet und ummantelt das Zahnrad 5 teilweise, indem sie sich zu beiden Seiten des Zahnrades 5 zu der Zahnradachse 6 erstreckt. Die nach oben geschlossene Wanne 20 erstreckt sich wie die nach unten geschlossene Wanne 9 auch entlang des Ausgleichsgehäuses 12, so dass sich der erste Spalt 13, der zweite Spalt 14, der dritte Spalt 15 entlang des Zahnrades 5 und des Ausgleichsgehäuses 12 von unten nach oben erstrecken.
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2 zeigt eine Konstruktionszeichnung des Achsgetriebes 1 in einer Ansicht entlang der Zahnradachse 6 und auf die Verzahnung 10. Die Zahnradachse 6 ist durch einen Punkt angedeutet. Die durchgehende Wannenform 21 folgt einem Umfang des Zahnrades 5, wobei sich die durchgehende Wannenform 21 über ungefähr zwei Drittel des Umfangs des Zahnrades 5 erstreck. In einem vorderen Bereich des Achsgetriebes 1 steht das Zahnrad 10 mit einem Antriebszahnrad 22 in Form eines Tellerrads in Eingriff. Mit dem vorderen Bereich des Achsgetriebes 1 ist der Bereich gemeint, der einer Antriebswelle 23 für das Achsgetriebe 1 zugewandt ist.
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Das Sitzventil 18 der ersten Drossel 8 kann mittels einer Betätigungsvorrichtung 28 geöffnet und geschlossen werden, wobei die Betätigungsvorrichtung 28 mit der nicht dargestellten elektronischen Steuereinrichtung verbunden ist. Das Sitzventil 18 weist außerdem eine nicht dargestellte Feder auf, mittels derer des Sitzventil 18 in einem nichtbestromten Zustand der Betätigungsvorrichtung 28 offen gehalten wird. Zusätzlich zu der ersten Drossel 8 weist die nach unten geschlossene Wanne 9 eine zweite Drossel 24 auf, welche einen geringen aber festen Öffnungsquerschnitt aufweist. Über die zweite Drossel 24 ist ein ständiger geringer Austausch von Öl zwischen dem ersten Ölsumpf 3 und dem zweiten Ölsumpf 7 möglich
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In einem Bereich oberhalb des Antriebszahnrades 22 weist das Achsgetriebe 1 eine Ölsammelvorrichtung 25 zum Sammeln von Öl, welches durch das Zahnrad 10 gefördert wird auf. Die Ölsammelvorrichtung 25 ist oberhalb des ersten Ölpegels 4 angeordnet und weist eine Ausnehmung 26 in dem Achsgetriebegehäuse 2 und ein Leitblech 27 auf. Öl, welches von einer Innenwand der nach oben geschlossenen Wanne 20 abläuft, wird zumindest teilweise über das Leitblech 27 in die Ausnehmung 26 abgeleitet. Die Ausnehmung 26 ist durch einen nicht näher dargestellten Überlauf mit dem ersten Ölsumpf 3 verbunden sowie über einen ebenfalls nicht dargestellten Ölkanal, welcher in dem Achsgetriebegehäuse 2 verläuft, mit einem nicht näher dargestellten Wälzlager des Antriebszahnrads 22 verbunden.
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Bei einem Betrieb des Achsgetriebes 1 wird Öl aus dem zweiten Ölsumpf 7 durch das sich im Betrieb drehende Zahnrad 5 nach oben in Richtung der Ölsammelvorrichtung 25 gefördert. Von der Ölsammelvorrichtung 25 gelangt das Öl zum einen zu dem ersten Ölsumpf 3 und zum anderen zu dem Wälzlager des Antriebszahnrads 22. Eine Höhe des zweiten Ölsumpfs 29 und eine Menge des Öls, welches dem Wälzlager des Antriebszahnrads 22 zugeführt wird, wird durch getakteten Betrieb der Drossel 8 mit periodischen Öffnungs- und Schließzeiten gesteuert. Bei geschlossener Drossel 8 wird zwar Öl aus dem zweiten Ölsumpf 7 über die Ölsammelvorrichtung 25 zu dem ersten Ölsumpf 3 gefördert, es erfolgt aber kein Rückfluss von Öl aus dem ersten Ölsumpf 3 in den zweiten Ölsumpf 7. Ein Öffnungsgrad, bzw. eine Öffnungszeit im Verhältnis zu einer Gesamtzeit, der Drossel 8 hängt ab von einem Achseingangsmoment und/oder von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von einer Achsöltemperatur. Das Achseingangsmoment kann zum Beispiel aus einem Antriebsmotormoment, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Achsübersetzung oder aus dem Antriebsmotormoment und einer Getriebeübersetzung berechnet werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann aus einer Raddrehzahl berechnet werden. Die genannten Werte liegen vorteilhafter Weise in der elektronischen Steuereinrichtung vor. Bei der elektronischen Steuereinrichtung kann es sich um ein Steuergerät oder um eine Vielzahl von Steuergeräten handeln, welche untereinander aber Kommunikationsleitungen oder Ober drahtlose Kommunikation vernetzt sind.
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Hinsichtlich einer Montage des Achsgetriebes zeigt 2 eine besonders vorteilhafte erfinderische Ausgestaltung. Das Achsgetriebegehäuse 2 ist weist ein Achsbrückengehäuse 102 und ein Achseinschubgehäuse 202 auf, wobei das Achseinschubgehäuse 202 mit in 2 nicht dargestellten Schrauben von vorne, das heißt von der Seite des Antriebszahnrades 22 und der Antriebswelle 23, an das Achsbrückengehäuse 102 angeschraubt ist. Die durchgehende Wannenform 21 ist dabei erfindungsgemäß fest mit dem Achseinschubgehäuse 202 verbunden, so dass das Achseinschubgehäuse 202 zusammen mit der durchgehenden Wannenform 21 vormontiert werden kann und anschließend an dem Achsbrückengehäuse 102 montiert werden kann. Wenn anstatt der durchgehenden Wannenform 21 nur die nach unten geschlossene Wanne 9 und/oder die nach hinten geschlossene Wanne 19 und/oder die nach oben geschlossene Wanne 20 zum Einsatz kommen, so sind diese Wannenteile 9, 19, 20 erfindungsgemäß ebenfalls fest mit dem Achseinschubgehäuse 202 verbunden und wird in der Montage an diesem vormontiert.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Steuerung eines Ölkreislaufs des Achsgetriebes 1 des Kraftfahrzeugs. Dabei wird die Höhe des zweiten Ölsumpfs 29 und die Menge des Öls, welches dem Wälzlager des Antriebszahnrads 22 zugeführt wird, durch Öffnen und Schließen der ersten Drossel 8 in Abhängigkeit von nachfolgend beschriebenen Bedingungen gesteuert.
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In einem Maximalbeölungsbetrieb 41 bleibt die erste Drossel 8 permanent offen, so dass ein im Wesentlichen ungedrosselter Zustrom von Öl aus dem ersten Ölsumpf 3 in den zweiten Ölsumpf 7 erfolgen kann. Bei dem Maximalbeölungsbetrieb 41 wird somit das Zahnrad 5, das Ausgleichsgehäuse 12 mit einem darin befindlichen Ausgleichsgetriebe sowie das Lager des Antriebszahnrades 22 maximal beölt. In einem Beölungspulsbetrieb 42 erfolgt ein periodisches Öffnen und Schließen der ersten Drossel 8 in Abhängigkeit von nachfolgend beschriebenen Betriebsbedingungen. Bei dem Beölungspulsbetrieb 42 werden aufgrund einer geringeren Menge an zu bewegendem Öl Panschverluste deutlich reduziert. In einer Betriebsartenwahl 40 erfolgt eine Entscheidung darüber, ob der Maximalbeölungsbetrieb 41 oder der Beölungspulsbetrieb 42 erfolgen soll. Die Betriebsartenwahl 40 erfolgt ständig bei einem Betrieb des Kraftfahrzeugs und somit auch parallel zu dem Maximalbeölungsbetrieb 41 oder zu dem Beölungspulsbetrieb 42. Bei der Betriebsartenwahl 40 erfolgt eine Abfrage von Bedingungen 43, 44, 45, anhand derer überprüft wird, ob der Maximalbeölungsbetrieb 41 erforderlich ist. Wenn eine der Bedingungen 43, 44, 45 den Maximalbeölungsbetrieb 41 erfordert, so wird dieser eingeleitet. Nur wenn keine der Bedingungen 43, 44, 45 den Maximalbeölungsbetrieb 41 erfordert, wird der Beölungspulsbetrieb 42 eingeleitet.
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In einer Momentenbedingung 43 wird überprüft, ob ein Achseingangsmoment größer ist als eine Momentenmaximalschwelle oder ob das Achseingangsmoment kleiner ist als null. Wenn das Achseingangsmoment größer als die Momentenmaximalschwelle oder kleiner als null ist, so erfolgt der Maximalbeölungsbetrieb 41. Ein negatives Achseingangsmoment bedeutet dabei einen Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs. In einer Geschwindigkeitsbedingung 44 wird überprüft, ob eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als eine Geschwindigkeitsminimalschwelle. Wenn die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als die Geschwindigkeitsminimalschwelle, so erfolgt der Maximalbeölungsbetrieb 41. In einer Öltemperaturbedingung 45 wird überprüft, ob eine Öltemperatur des Öls des Achsgetriebes 1 kleiner ist als eine Öltemperaturminimalschwelle. Wenn die Öltemperatur kleiner ist als die Öltemperaturminimalschwelle, so erfolgt der Maximalbeölungsbetrieb 41.
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Wenn keine der Bedingungen 43, 44, 45 erfüllt ist, so erfolgt der Beölungspulsbetrieb 42. Während des Beölungspulsbetriebes werden Öffnungs- und Schließzeiten der ersten Drossel 8 in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen gesteuert.
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Bei dem Beölungspulsbetrieb 42 erfolgt eine Ventilschließanweisung 46 welche ein Schließen der ersten Drossel 8 bewirkt. Infolge des Schließens der ersten Drossel 8 verarmt der zweite Ölsumpf 7 an Öl, und das Öl wird in dem ersten Ölsumpf 3 angereichert. Demzufolge erniedrigt sich bei dem Beölungspulsbetrieb 42 der zweite Ölpegel 29 während der erste Ölpegel 4 sich erhöht. Im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Schließen der Drossel 8 aufgrund der Ventilschließanweisung 46 beginnt ein Zeitzähler zu laufen. In einer Zählerbedingung 47 wird überprüft ob ein Produkt aus dem Zeitzähler und einem Beschleunigungsfaktor größer als ein Zeitschwellwert ist. Der Beschleunigungsfaktor hängt dabei von dem Achseingangsmoment ab. Je größer das Achseingangsmoment ist, desto größer ist der Beschleunigungsfaktor. Wenn das Produkt aus dem Zeitzähler und dem Beschleunigungsfaktor größer als der Zeitschwellwert ist, so wird durch eine Ventilöffnungsanweisung 48 die erste Drossel 8 für eine bestimmte Zeitdauer geöffnet, andernfalls bleibt die erste Drossel 8 geschlossen. Nach der Ventilöffnungsanweisung 48 und nach der bestimmten Zeitdauer wird die erste Drossel 8 durch die Ventilschließanweisung 46 wieder geschlossen und der Zeitzähler fängt von Neuem an zu laufen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achsgetriebe
- 2
- Achsgetriebegehäuse
- 102
- Achsbrückengehäuse
- 202
- Achseinschubgehäuse
- 3
- erster Ölsumpf
- 4
- erster Ölpegel
- 5
- Zahnrad
- 6
- Zahnradachse
- 7
- zweiter Ölsumpf
- 8
- erste Drossel
- 9
- nach unten geschlossene Wanne
- 10
- Verzahnung
- 11
- von der Verzahnung abgewandte Seite des Zahnrades
- 12
- Ausgleichsgehäuse
- 13
- erster Spalt
- 14
- zweiter Spalt
- 15
- dritter Spalt
- 16
- unterer Scheitelpunkt
- 18
- ansteuerbares Ventil
- 19
- nach hinten geschlossene Wanne
- 20
- nach oben geschlossene Wanne
- 21
- durchgehende Wannenform
- 22
- Antriebszahnrad
- 23
- Antriebswelle
- 24
- zweite Drossel
- 25
- Ölsammelvorrichtung
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Leitblech
- 28
- Betätigungsvorrichtung
- 29
- Zweiter Ölpegel
- 40
- Betriebsartenwahl
- 41
- Maximalbeölungsbetrieb
- 42
- Beölungspulsbetrieb
- 43
- Momentenbedingung
- 44
- Geschwindigkeitsbedingung
- 45
- Öltemperaturbedingung
- 46
- Ventilschließanweisung
- 47
- Zählerbedingung
- 48
- Ventilöffnungsanweisung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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