DE102012202454B4

DE102012202454B4 - Getriebevorrichtung mit einer Schmierölfördereinrichtung

Info

Publication number: DE102012202454B4
Application number: DE102012202454.9A
Authority: DE
Inventors: Tomas Smetana; Philip Wurzberger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2032-02-18
Also published as: DE102012202454A1

Abstract

Getriebevorrichtung (19) mit einer Schmierölfördereinrichtung (1) für die Getriebevorrichtung (19), wobei die Schmierölfördereinrichtung (1) eine Hohlwellenanordnung, eine Steckwellenanordnung, einen ersten Förderstrukturabschnitt (8) und einen zweiten Förderstrukturabschnitt (9) umfasst, wobei die Hohlwellenanordnung mindestens einen Hohlwellenabschnitt (4) aufweist, wobei die Steckwellenanordnung mindestens einen Steckwellenabschnitt (5) aufweist, wobei der Steckwellenabschnitt (5) in dem Hohlwellenabschnitt (4) aufgenommen ist, wobei zwischen dem Steckwellenabschnitt (5) und dem Hohlwellenabschnitt (4) ein Ringspalt (13) ausgebildet ist, wobei der Hohlwellenabschnitt (4) wenigstens eine Schmierölöffnung (12, 12') aufweist, die strömungstechnisch mit dem Ringspalt (13) gekoppelt ist, wobei der erste Förderstrukturabschnitt (8) in dem Ringspalt (13) angeordnet und ausgebildet ist, bei einer Relativdrehung zwischen Steckwellenabschnitt (5) und Hohlwellenabschnitt (4) um eine Drehachse (7), die eine axiale Richtung definiert, Schmieröl in die axiale Richtung in einen Schmierölsammelabschnitt (10) zu fördern, wobei der zweite Förderstrukturabschnitt (9) in dem Ringspalt (13) angeordnet und ausgebildet ist, bei der gleichen Relativdrehung zwischen Steckwellenabschnitt (5) und Hohlwellenabschnitt (4) Schmieröl in eine axiale Gegenrichtung der Drehachse (7) in den Schmierölsammelabschnitt (10) zu fördern, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (19) einen Elektromotor (21) und einen Getriebeabschnitt (22, 23, 24) aufweist, wobei die Hohlwellenanordnung als eine Rotorwelle (2) des Elektromotors (21) und die Steckwellenanordnung als eine Abtriebswelle (20b) des Getriebeabschnitts (22, 23, 24) ausgebildet ist, wobei die Schmierölfördereinrichtung (1) zur Schmierung des Getriebeabschnitts (22, 23, 24) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung. Die Getriebevorrichtung umfasst eine Schmierölfördereinrichtung mit einer Hohlwellenanordnung, wobei die Hohlwellenanordnung mindestens einen Hohlwellenabschnitt aufweist, mit einer Steckwellenanordnung, wobei die Steckwellenanordnung mindestens einen Steckwellenabschnitt aufweist, wobei der Steckwellenabschnitt in dem Hohlwellenabschnitt aufgenommen ist, wobei zwischen dem Steckwellenabschnitt und dem Hohlwellenabschnitt ein Ringspalt ausgebildet ist, wobei der Hohlwellenabschnitt wenigstens eine Schmierölöffnung aufweist, die strömungstechnisch mit dem Ringspalt gekoppelt ist, und mit einem ersten Förderstrukturabschnitt, wobei der erste Förderstrukturabschnitt in dem Ringspalt angeordnet und ausgebildet ist, bei einer Relativdrehung zwischen Steckwellenabschnitt und Hohlwellenabschnitt um eine Drehachse, die eine axiale Richtung definiert, Schmieröl in die axiale Richtung in einen Schmierölsammelabschnitt zu fördern.
Die Druckschrift WO2011/051055 A1 offenbart eine Getriebevorrichtung mit mindestens zwei Wellen, die zu einer gemeinsamen Rotationsachse koaxial sind, von denen eine erste Welle als Hohlwelle und von denen eine zweite Welle in der ersten Welle angeordnet ist, wobei zwischen der ersten und der zweiten Welle ein von Schmieröl durchflossener Ringspalt gebildet ist und wobei in dem Ringspalt wenigstens ein Förderglied mit einer schraubenlinienförmigen Profilierung für eine schmierölführende Wirkung angeordnet ist.
Die Druckschrift US 4 560 056 A betrifft einen Antriebsmechanismus für ein Fahrzeug, welcher eine Kupplung aufweist. Die Kupplung und der Antriebsmechanismus sind durch Förderorgane geschmiert, welche helixartige Förderstrukturen aufweisen.
Die Druckschrift US 2 085 814 A betrifft eine Schmiereinrichtung, wobei die Schmiereinrichtung Förderstrukturen aufweist, wobei die Förderstrukturen in einem Hohlwellenabschnitt eingebracht sind, in dem eine Welle angeordnet ist.
Die Druckschrift US 5 890 984 A betrifft ein Differential mit einer Hohlwellenanordnung, wobei die Hohlwellenanordnung Förderstrukturen aufweist und wobei in der Hohlwellenanordnung eine Welle angeordnet ist.
Gebiet der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung mit einer Schmierölfördereinrichtung vorzuschlagen, welche eine zuverlässige Schmierung der Getriebevorrichtung bzw. Teilbereichen davon ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Die Erfindung betrifft somit eine Getriebevorrichtung mit einer Schmierölfördereinrichtung. Die Schmierölfördereinrichtung dient dazu, ein Schmieröl, insbesondere ein Getriebeöl, zu fördern.
In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfasst die Schmierölfördereinrichtung eine Hohlwellenanordnung, wobei die Hohlwellenanordnung mindestens einen Hohlwellenabschnitt aufweist. Der Hohlwellenabschnitt oder die gesamte Hohlwellenanordnung ist um eine Drehachse drehbar angeordnet.
Ferner umfasst die Schmierölfördereinrichtung eine Steckwellenanordnung mit einem Steckwellenabschnitt, wobei der Steckwellenabschnitt in dem Hohlwellenabschnitt aufgenommen, insbesondere ”eingesteckt” ist. Besonders bevorzugt ist der Steckwellenabschnitt ebenfalls drehbar um die Drehachse angeordnet. Bei weniger bevorzugten Ausführungsformen kann der Steckwellenabschnitt auch rotationsfest ausgebildet und/oder angeordnet sein.
Zwischen dem Steckwellenabschnitt und dem Hohlwellenabschnitt ist ein Ringspalt ausgebildet, wobei der Ringspalt besonders bevorzugt als ein gerader Hohlzylinder ausgebildet ist, der – wie nachfolgend noch erläutert wird – gegebenenfalls von Profilierungen durchdrungen ist.
Der Hohlwellenabschnitt umfasst wenigstens eine Schmierölöffnung, die strömungstechnisch mit dem Ringspalt gekoppelt ist, so dass durch den Ringspalt fließendes Schmieröl durch die wenigstens eine Schmierölöffnung austreten kann, z. B. um eine oder mehrere Schmierstellen in der Getriebevorrichtung zu schmieren.
In dem Ringspalt ist ein erster Förderstrukturabschnitt angeordnet, welcher konstruktiv ausgebildet ist, bei einer Relativdrehung oder -rotation zwischen Steckwellenabschnitt und Hohlwellenabschnitt um die Drehachse Schmieröl in die axiale Richtung, die durch die Drehachse definiert wird, in einen Schmierölsammelabschnitt zu fördern. Durch den ersten Förderstrukturabschnitt wird somit ein erster Pumpabschnitt mit einer Saugseite und einer Druckseite definiert, wobei an der Druckseite der Schmierölsammelabschnitt angeordnet ist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Schmierölfördereinrichtung einen zweiten Förderstrukturabschnitt aufweist, welcher ebenfalls in dem Ringspalt angeordnet ist. Der zweite Förderstrukturabschnitt ist in dem Ringspalt bevorzugt axial versetzt zu dem ersten Förderstrukturabschnitt angeordnet. Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen dem ersten Förderstrukturabschnitt und dem zweiten Förderstrukturabschnitt der Schmierölsammelabschnitt angeordnet ist. Der zweite Förderstrukturabschnitt ist ausgebildet, bei der gleichen Relativdrehung zwischen Steckwellenabschnitt und Hohlwellenabschnitt Schmieröl in eine axiale Gegenrichtung, welche gegenläufig zu der axialen Richtung ausgerichtet ist, in den Schmierölsammelabschnitt zu fördern. Somit bildet der zweite Förderstrukturabschnitt einen zweiten Pumpabschnitt, dessen Druckseite dem Schmierölsammelabschnitt zugewandt ist. Bei der genannten Relativdrehung wird somit sowohl von dem ersten Förderstrukturabschnitt als auch von dem zweiten Förderstrukturabschnitt Schmieröl in Richtung zu dem Schmierölsammelabschnitt gefördert.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Getriebevorrichtung einen Elektromotor und einen Getriebeabschnitt aufweist, wobei die Getriebevorrichtung die Schmierölfördereinrichtung aufweist, wie diese zuvor beschrieben wurde. Es ist vorgesehen, dass die Hohlwellenanordnung als eine Rotorwelle des Elektromotors und die Steckwellenanordnung als eine Abtriebswelle des Getriebeabschnitts ausgebildet ist, wobei die Schmierölfördereinrichtung zur Schmierung des Getriebeabschnitts ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung ergibt sich im Betrieb zwingend die Relativdrehung zu Rotorwelle und Abtriebswelle, so dass eine ausreichende Schmierung des Getriebeabschnitts durch die Schmierölfördereinrichtung stets gewährleistet ist.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die zwei Förderstrukturabschnitte mit entgegengesetzt ausgerichteter Förderrichtung die Versorgung des Schmierölsammelabschnitts verbessert wird. So ist es prinzipiell möglich, dass von jedem Förderstrukturabschnitt ein unabhängiger Schmierölstrom in den Schmierölsammelabschnitt gefördert wird, so dass die Förderleistung der Schmierölfördereinrichtung erhöht ist. Alternativ oder ergänzend ist sichergestellt, dass an dem Schmierölsammelabschnitt kein Schmieröl ”vorbeigefördert” wird, da Schmieröl, welches von einem der Schmierölförderabschnitte gefördert wird und welches über den Schmierölsammelabschnitt in axialer Richtung hinausdrängt, durch den anderen Schmierölförderabschnitt wieder in den Schmierölsammelabschnitt zurückgefördert wird. So bilden die Schmierölförderabschnitte eine Dichtung oder ein Rückschlagventil für Schmieröl von dem jeweils anderen Förderstrukturabschnitt. Durch die beiden Förderstrukturabschnitte ist somit stets eine Versorgung des Schmierölsammelabschnitts mit Schmieröl sichergestellt, so dass die Betriebssicherheit der Schmierölfördereinrichtung und damit der Getriebevorrichtung erhöht ist.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist der erste und/oder der zweite Förderstrukturabschnitt als eine Profilierung in dem Hohlwellenabschnitt und/oder in dem Steckwellenabschnitt ausgebildet. So kann wahlweise vorgesehen sein, dass ausschließlich in dem Hohlwellenabschnitt eine Profilierung eingebracht ist oder ausschließlich in dem Steckwellenabschnitt eine Profilierung eingebracht ist oder in beiden Abschnitten jeweils eine Profilierung vorgesehen ist, welche jeweils die schmierölfördernde Wirkung umsetzen. Prinzipiell kann die Profilierung beispielsweise als ein Steg ausgebildet sein. Aus Kollisionsgründen ist es jedoch bevorzugt, dass die Profilierung als eine Vertiefung, insbesondere als eine Rille oder Rinne ausgebildet ist.
Die Profilierung bzw. der Förderstrukturabschnitt können einteilig in den Hohlwellenabschnitt bzw. in den Steckwellenabschnitt eingeformt oder durch tragende oder trennende Verfahren eingebracht sein. Alternativ dazu werden der Förderstrukturabschnitt bzw. die Profilierung von einem Einsatzteil getragen, welches drehfest mit dem Hohlwellenabschnitt bzw. dem Steckwellenabschnitt verbunden ist. Die Verwendung eines separaten Einsatzteils kann die Fertigung der Schmierölfördereinrichtung erleichtern oder es ermöglichen, innerhalb der Hohlwellenanordnung bzw. innerhalb der Steckwellenanordnung einen angepassten Materialmix zu verwenden, so dass die Förderstrukturabschnitte beispielsweise aus einem anderen Material ausgebildet sind.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Förderstrukturabschnitt als eine spiralförmige, schraubenförmige oder schneckenförmige Profilierung mit einer ersten Steigungsrichtung und dass der zweite Förderstrukturabschnitt als eine spiralförmige, schraubenförmige oder schneckenförmige Profilierung mit einer zweiten Steigungsrichtung ausgebildet ist, wobei die zweite Steigungsrichtung gegenläufig zu der ersten Steigungsrichtung ausgebildet ist. Betrachtet man beispielsweise eine schraubenförmige Profilierung, so trägt einer der Förderstrukturabschnitte ein Linksgewinde und der andere ein Rechtsgewinde, um die gegenläufige Förderwirkung zu erreichen.
In manchen Anwendungsbereichen mag es vorteilhaft sein, wenn die Förderstrukturabschnitte spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene senkrecht zur Drehachse ausgebildet sind, um eine symmetrische Förderung von Schmieröl zu erreichen. Da jedoch Getriebevorrichtungen oftmals nicht exakt spiegelsymmetrisch ausgebildet sind, ist es bevorzugt, dass die Förderstrukturabschnitte asymmetrisch ausgebildet sind. Vor diesem Hintergrund wird optional ergänzend vorgeschlagen, dass die Förderleistung pro Längeneinheit in axialer Richtung des ersten Förderstrukturabschnitts größer als bei dem zweiten Förderstrukturabschnitt ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Steigung der schraubenförmigen Profilierung des ersten Förderstrukturabschnitts kleiner als bei dem zweiten Förderstrukturabschnitt ausgebildet. Durch Anpassung der Förderleistung pro Längeneinheit und Länge der Förderstrukturabschnitte ist es somit möglich, unterschiedliche, absolute Förderleistungen des ersten und des zweiten Förderstrukturabschnitts gezielt einzustellen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schmierölfördereinrichtung einen Schmieröleingang auf, der mindestens 90%, vorzugsweise mindestens 95% und insbesondere mindestens 98% des Schmierölstroms in der Schmierölfördereinrichtung bereitstellt, wobei der Schmieröleingang auf der Saugseite des ersten Förderstrukturabschnitts angeordnet ist. In dieser – auch asymmetrisch zu nennenden – Ausführungsform der Erfindung wird das Schmieröl maßgeblich oder sogar vollständig von dem Schmieröleingang auf der Saugseite des ersten Förderstrukturabschnitts bereitgestellt. Besonders bevorzugt weist der erste Förderstrukturabschnitt – wie bereits beschrieben – eine größere absolute Förderleistung oder eine größere Förderleistung pro Längeneinheit in axialer Richtung als der zweite Förderstrukturabschnitt auf. Der zweite Förderstrukturabschnitt bildet mit seiner Saugseite eine Sackgasse für den Schmierölstrom, so dass Schmieröl, welches von dem ersten Förderstrukturabschnitt an dem Schmierölsammelabschnitt vorbeigefördert wurde, wieder in den Schmierölsammelabschnitt zurückgefördert wird. Diese Ausgestaltung hat besonders dann Vorteile, wenn an dem freien Ende des ersten Förderstrukturabschnitts in der Getriebevorrichtung Schmieröl verfügbar ist und an dem freien Ende des zweiten Förderstrukturabschnitts kein Schmieröl verfügbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der erste und der zweite Förderstrukturabschnitt in der axialen Richtung voneinander beabstandet angeordnet, wobei zwischen den Förderstrukturabschnitten der Schmierölsammelabschnitt positioniert ist. Der Schmierölsammelabschnitt zwischen den beiden Förderstrukturabschnitten weist beispielsweise eine Breite in axialer Richtung von mindestens 1 cm, vorzugsweise mindestens 2 cm auf. In dem Schmierölsammelabschnitt wird somit über eine gewisse axiale Breite ein homogenes oder quasi-homogenes Druckniveau aufgebaut.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Weiterbildung der Erfindung ist auf dem Hohlwellenabschnitt in radialer Überlappung mit dem Sammelabschnitt eine umlaufende Getriebekopplungsstruktur aufgesetzt, wobei beidseitig zu der Getriebekopplungsstruktur eine Schmierölöffnung angeordnet ist. Besonders bevorzugt sind die beiden Schmierölöffnungen in dem Schmierölsammelabschnitt angeordnet oder begrenzen dessen Breite. Durch diese konstruktive Ausgestaltung wird erreicht, dass beidseitig zu der Getriebekopplungsstruktur Schmieröl mit annähernd dem gleichen Druck und somit symmetrisch zu der Getriebekopplungsstruktur durch die Schmierölöffnungen ausgestoßen wird. Somit wird eine sehr homogene Schmierung der Getriebekopplungsstruktur bzw. der daran angreifenden Getriebekomponenten umgesetzt.
Bei einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist der Elektromotor in einem ersten axialen Abschnitt der Getriebevorrichtung angeordnet, wobei sich der Getriebeabschnitt in einem zweiten axialen Abschnitt anschließt. Genauer betrachtet sind in axialer Richtung der Elektromotor und nachfolgend ein erster Planetensatz, ein Kupplungs- und/oder Synchronisationssystem und ein zweiter Planetensatz aufgereiht, wobei der zweite Planetensatz durch eine Spritzölversorgung mit dem Schmieröl versorgt ist. Die Saugseite der ersten Förderstruktur ist zu dem zweiten Planetensatz hin geöffnet ist, wobei der erste Planetensatz durch die Schmierölfördereinrichtung versorgt ist. In dieser konkreten Ausgestaltung wird die erfindungsgemäße Schmierölfördereinrichtung besonders vorteilhaft eingesetzt, da eine Unterversorgung des ersten Planetensatzes, der von der Spritzölversorgung des zweiten Planetensatzes durch das Kupplungs- und/oder Synchronisationssystem getrennt ist, vermieden wird.
Bei einer möglichen konkreten Ausgestaltung der Getriebevorrichtung ist die Getriebekopplungsstruktur als ein Sonnenrad des ersten Planetensatzes ausgebildet, wobei beidseits zu dem Sonnenrad eine der Schmierölöffnungen angeordnet ist, um den ersten Planetensatz zu schmieren.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
1 in schematischer, geschnittener Seitenansicht eine Schmierölfördereinrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 in einer schematischen, geschnittenen dreidimensionalen Ansicht eine Komponente der Schmierölfördereinrichtung in der 1;
3 in schematischer Blockdarstellung eine Getriebevorrichtung mit der Schmierölfördereinrichtung in der 1.
Die 1 zeigt in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht eine Schmierölfördereinrichtung 1 für eine Getriebevorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Schmierölfördereinrichtung 1 umfasst eine Hohlwellenanordnung, welche als eine Rotorwelle 2 ausgebildet ist sowie eine Steckwellenanordnung, welche als eine Steckwelle 3 ausgebildet ist. Die Rotorwelle 2 umfasst einen Hohlwellenabschnitt 4, in der ein Steckwellenabschnitt 5 der Steckwelle 3 angeordnet ist. Der Hohlwellenabschnitt 4 weist einen zylinderförmigen Aufnahmeraum 6 auf, in den der Steckwellenabschnitt 5, welcher in seiner Außenkontur ebenfalls zylinderförmig ist, jedoch einen kleineren Außendurchmesser als den Innendurchmesser des Aufnahmeraums 6 aufweist, angeordnet ist. Der Hohlwellenabschnitt 4 und der Steckwellenabschnitt 5 können um eine Drehachse 7 relativ zueinander verdreht oder rotiert werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass einer der Abschnitte 4, 5 ortsfest verbleibt und nur der andere Abschnitt 5, 4 rotiert. Alternativ kann vorgesehen sein, dass beide Abschnitte 4, 5 um die Drehachse 7 rotieren und zwar wahlweise mit unterschiedlichen oder mit gegenläufigen Winkelgeschwindigkeiten.
In dem Hohlwellenabschnitt 4 ist auf einer Seite, die einem Getriebeabschnitt der Getriebevorrichtung 19 zugewandt ist, ein erster Förderstrukturabschnitt angeordnet, welcher als eine erste Drallrille 8 in Form einer schraubenlinienförmigen Vertiefung ausgebildet ist. Auf der dem Elektromotor 21 der Getriebevorrichtung 19 zugewandten Seite weist der Hohlwellenabschnitt 4 einen zweiten Förderstrukturabschnitt in Form einer zweiten Drallrille 9 auf, die ebenfalls als schraubenlinienförmige Profilierung in dem Hohlwellenabschnitt 4 ausgebildet ist. Die erste Drallrille 8 erstreckt sich vom freien Ende der Rotorwelle 2 bis zu einer Bereichsgrenze eines Schmierölsammelbereichs 10. Die zweite Drallrille 9 erstreckt sich dagegen beabstandet von dem zweiten Ende der Rotorwelle 2 bis zu der anderen Bereichsgrenze des Schmierölsammelbereichs 10. Die axiale Länge der zweiten Drallrille 9 ist kleiner als der Abstand des freien Endes der zweiten Drallrille 9 bis zum zweiten Ende der Rotorwelle 2, so dass die zweite Drallrille 9 auf deren Seite der Rotorwelle 2 nur über einen Teilbereich der Rotorwelle 2 verläuft.
Aus der 1 lässt sich ferner entnehmen, dass die Steigung der ersten Drallrille 8 kleiner als die Steigung der zweiten Drallrille 9 ist, so dass die erste Drallrille 8 eine höhere Förderleistung wahlweise betrachtet über die gesamte Länge oder nur auf einen Längenabschnitt, wie z. B. 1 cm, als die zweite Drallrille 9 aufweist.
In radialer Richtung R ist an der Rotorwelle 2 ein Sonnenrad 11 angeformt, welches stirnseitig eine umlaufende Verzahnung trägt und welches mit dem Schmierölsammelabschnitt 10 in radialer Richtung R überlappend mit dem Schmierölsammelabschnitt 10 angeordnet ist. Das Sonnenrad 11 dient zur Übertragung des Drehmoments von dem Elektromotor 21 auf einen nachgeschalteten, ersten Planetensatz 22 (3).
Unmittelbar benachbart zu dem ersten Sonnenrad 11 sind beidseitig Schmierölöffnungen 12 angeordnet, welche strömungstechnisch mit einem Ringspalt 13 zwischen dem Steckwellenabschnitt 5 und dem Hohlwellenabschnitt 4 verbunden sind. Die Schmierölöffnungen 12 sind in Umlaufrichtung jeweils in vierfacher Ausführung vorgesehen. Die Schmierölöffnungen 12 begrenzen in axialer Richtung den Schmierölsammelbereich 10 bzw. die erste und zweite Drallrille 8, 9. Zwischen den Schmierölöffnungen 12 weist der Hohlwellenabschnitt 4 eine glatte, zylinderförmige Innenfläche auf.
Funktional betrachtet führt eine Relativdrehung zwischen Hohlwellenabschnitt 4 und Steckwellenabschnitt 5 in einer Drehrichtung dazu, dass Schmieröl in dem Ringspalt 13 durch die schmierölfördernde Wirkung der ersten und zweiten Drallrille 8, 9 entsprechend den Pfeilen 15 in den Schmierölsammelbereich 10 gefördert werden und von dort aus über die Schmierölöffnungen 12 zu einer extern angeordneten Schmierstelle austreten.
Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schmierölfördereinrichtung 1 ist jedoch nur auf der Seite des Getriebeabschnitts, also auf der Saugseite der ersten Drallrille 8, ein Schmieröleingang 14 vorgesehen. Das andere freie Ende der Rotorwelle 2 bzw. des Hohlwellenabschnitts 4 ist in einem, im wesentlichen ölfreien Bereich in der Getriebevorrichtung 19 angeordnet.
Im Betrieb wird folglich durch die erste Drallrille 8 Schmieröl angesaugt und in Richtung des Schmierölsammelbereichs 10 transportiert. Die zweite Drallrille 8 läuft zunächst leer. Wird mehr Schmieröl antransportiert, als durch die Schmierölöffnungen 12 ausgegeben werden kann, so wird das überflüssige Schmieröl in den Bereich der zweiten Drallrille 9 gedrückt. Aufgrund der gegenläufigen Orientierung der zweiten Drallrille 9 wird dieses Schmieröl jedoch wieder in den Schmierölsammelbereich 10 zurückgefördert.
Dieses Druckverhalten ist in dem Graph 16 unterhalb der Schmierölfördereinrichtung 1 schematisiert dargestellt. Am Schmieröleingang ist der Druck am Höchsten, welcher jedoch aufgrund der Schmierölöffnungen 12 über die Länge der ersten Drallrille 8 in axialer Richtung stetig sinkt. Der Druck hat ein Minimum im Bereich des Schmierölsammelbereichs 10 und steigt – axial betrachtet – im Bereich der zweiten Drallrille 9 wieder an, so dass ”vorbeigeflossenes Schmieröl” wieder in den Schmierölsammelbereich 10 zurückgefördert wird, wie dies durch den Umkehrpfeil 17 illustriert ist. Durch den Einsatz der ersten und zweiten Drallrille 8, 9 als zwei Förderstrukturabschnitte in dem Hohlwellenabschnitt 4 wird somit sichergestellt, dass in dem Schmierölsammelbereich 10 immer ausreichend Schmieröl mit einem annähernd gleichen Druckniveau vorhanden ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass optional weitere Schmierölöffnungen 12' in dem Bereich der ersten Drallrille 8 oder sogar in dem Bereich der zweiten Drallrille 9 vorhanden sein können.
In der 2 ist die Rotorwelle 2 der 1 nochmals in einer geschnittenen, dreidimensionalen Darstellung gezeigt, wobei gleiche Bezugszeichen wieder die gleichen Abschnitte darstellen. In dieser Figur ist das erste Sonnenrad 11 mit seiner Stirnverzahnung besonders gut zu erkennen. Ferner ist zu erkennen, dass die Rotorwelle 2 an ihren freien Enden jeweils eine in axialer Richtung verlaufende Verzahnung 18a, b aufweist. Die axiale Verzahnung 18a dient zur Kopplung mit dem Elektromotor 21, die axiale Verzahnung 18b dient zur Verzahnung mit einem aufsteckbaren Zahnrad (nicht gezeigt), so dass das Antriebsdrehmoment des Elektromotors wahlweise über das erste Sonnenrad 11 oder über das aufsteckbare Zahnrad an den Getriebeabschnitt weitergeführt werden kann.
Die 3 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung eine Getriebevorrichtung 19, welche als eine elektrische Achse für ein Fahrzeug ausgebildet ist. Die Getriebevorrichtung 19 umfasst auf der rechten Seite eine erste Abtriebswelle 20a, welche zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments an ein erstes Antriebsrad ausgebildet ist und auf der linken Seite eine zweite Abtriebswelle 20b, welche einstückig mit dem Steckwellenabschnitt 5 verbunden ist und die Steckwellenanordnung bildet. Die zweite Abtriebswelle 20b ist mit einem zweiten Rad des Fahrzeugs zur Übertragung des Antriebsdrehmoments gekoppelt.
In der Getriebevorrichtung 19 ist der Elektromotor 21 dargestellt, welcher das Antriebsdrehmoment erzeugt und über die erste axiale Verzahnung 18a in die Rotorwelle 2 einleitet. Benachbart zu dem Elektromotor 21 ist der erste Planetensatz 22 angeordnet, welcher über das erste Sonnenrad 11 der Rotorwelle 2 antreibbar ist. Benachbart zu dem ersten Planetensatz 22 befindet sich ein Kupplungs- oder Synchronisationssystem 23, welches so schaltbar ist, dass das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 21 wahlweise über das erste Sonnenrad 11 und den ersten Planetensatz 22 geleitet wird oder über das auf die axiale Verzahnung 18b aufgesetzte Zahnrad. Auf diese Weise wird ein 2-Gang-Getriebe umgesetzt.
An das Kupplungssystem 23 schließt sich ein zweiter Planetensatz 24 an, welcher das Antriebsdrehmoment vom Ausgang des Kupplungssystems 23 in nicht dargestellter Weise auf die erste und zweite Abtriebswelle 20a, b verteilt. Der erste Planetensatz 22, Kupplungs- oder Synchronisationssystem 23 und der zweite Planetensatz 24 bildet den Getriebeabschnitt.
Der zweite Planetensatz 24 verfügt über eine Spritzölversorgung 25, wobei Schmieröl offen gegen die Zahnräder des zweiten Planetensatzes 24 gespritzt wird. Beispielsweise ist die Spritzölversorgung 25 als eine drehfest mit der Rotorwelle 2 verbundenes Öltauchrad ausgebildet, welches in einen Ölsumpf der Getriebevorrichtung 19 eintaucht, Schmieröl aufnimmt und abschleudert. Durch die Spritzölversorgung 25 ist eine primäre Schmierölversorgung gebildet. Das von dem zweiten Planetensatz 24 ablaufende Schmieröl wird über den Schmieröleingang 14 der Rotorwelle 2 in der beschriebenen Weise angesaugt. Nachdem zwischen dem zweiten Planetensatz 24 mit der Spritzölversorgung 25 das Kupplungs- oder Synchronisationssystem 23 angeordnet ist, ist die Schmierölversorgung des ersten Planetensatzes 22 kritisch. Aus diesem Grund wird das von dem Schmieröleingang 14 eingesaugte Schmieröl zu den Schmierölöffnungen 12 befördert und dort selektiv und axial beabstandet zu der Spritzölversorgung 25 im Bereich des ersten Sonnenrads 11 ausgegeben, um den ersten Planetensatz 22 mit Schmieröl zu versorgen. Die optionalen weiteren Schmierölöffnungen 12' sind so angeordnet, dass diese das Kupplungs- oder Synchronisationssystem 23 schmieren. Die Schmierölfördereinrichtung 1 bildet eine sekundäre Schmierölversorgung.
Bezugszeichenliste

1: Schmierölfördereinrichtung
2: Rotorwelle
3: Steckwelle
4: Hohlwellenabschnitt
5: Steckwellenabschnitt
6: zylinderförmiger Aufnahmeraum
7: Drehachse
8: erste Drallrille
9: zweite Drallrille
10: Schmierölsammelbereich
11: Sonnenrad
12: Schmierölöffnungen
13: Ringspalt
14: Schmieröleingang
15: Pfeile
16: Graph
17: Umkehrpfeil
18a, b: Verzahnung
19: Getriebevorrichtung
20a, b: erste Abtriebswelle
21: Elektromotor
22: erster Planetensatz
23: Kupplungs- oder Synchronisationssystem
24: zweiter Planetensatz
25: Spritzölversorgung

Claims

Getriebevorrichtung (19) mit einer Schmierölfördereinrichtung (1) für die Getriebevorrichtung (19), wobei die Schmierölfördereinrichtung (1) eine Hohlwellenanordnung, eine Steckwellenanordnung, einen ersten Förderstrukturabschnitt (8) und einen zweiten Förderstrukturabschnitt (9) umfasst, wobei die Hohlwellenanordnung mindestens einen Hohlwellenabschnitt (4) aufweist, wobei die Steckwellenanordnung mindestens einen Steckwellenabschnitt (5) aufweist, wobei der Steckwellenabschnitt (5) in dem Hohlwellenabschnitt (4) aufgenommen ist, wobei zwischen dem Steckwellenabschnitt (5) und dem Hohlwellenabschnitt (4) ein Ringspalt (13) ausgebildet ist, wobei der Hohlwellenabschnitt (4) wenigstens eine Schmierölöffnung (12, 12') aufweist, die strömungstechnisch mit dem Ringspalt (13) gekoppelt ist, wobei der erste Förderstrukturabschnitt (8) in dem Ringspalt (13) angeordnet und ausgebildet ist, bei einer Relativdrehung zwischen Steckwellenabschnitt (5) und Hohlwellenabschnitt (4) um eine Drehachse (7), die eine axiale Richtung definiert, Schmieröl in die axiale Richtung in einen Schmierölsammelabschnitt (10) zu fördern, wobei der zweite Förderstrukturabschnitt (9) in dem Ringspalt (13) angeordnet und ausgebildet ist, bei der gleichen Relativdrehung zwischen Steckwellenabschnitt (5) und Hohlwellenabschnitt (4) Schmieröl in eine axiale Gegenrichtung der Drehachse (7) in den Schmierölsammelabschnitt (10) zu fördern, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (19) einen Elektromotor (21) und einen Getriebeabschnitt (22, 23, 24) aufweist, wobei die Hohlwellenanordnung als eine Rotorwelle (2) des Elektromotors (21) und die Steckwellenanordnung als eine Abtriebswelle (20b) des Getriebeabschnitts (22, 23, 24) ausgebildet ist, wobei die Schmierölfördereinrichtung (1) zur Schmierung des Getriebeabschnitts (22, 23, 24) ausgebildet ist.
Getriebevorrichtung (19) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Förderstrukturabschnitt (8, 9) als eine Profilierung in dem Hohlwellenabschnitt (4) und/oder in dem. Steckwellenabschnitt (5) ausgebildet ist.
Getriebevorrichtung (19) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Förderstrukturabschnitt (8) als eine spiralförmige, schraubenförmige und/oder schneckenförmige Profilierung mit einer ersten Steigungsrichtung und dass der zweite Förderstrukturabschnitt (9) als eine spiralförmige, schraubenförmige und/oder schneckenförmige Profilierung mit einer zweiten Steigungsrichtung gegenläufig zu der ersten Steigungsrichtung ausgebildet ist.
Getriebevorrichtung (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistung pro Längeneinheit in axialer Richtung oder die gesamte Förderleistung des ersten Förderstrukturabschnitts (8) größer als bei dem zweiten Förderstrukturabschnitt (9) ausgebildet ist.
Getriebevorrichtung (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schmieröleingang (14), der mindestens 90% des Schmierölstroms in der Schmierölfördereinrichtung (1) bereitstellt, wobei der Schmieröleingang (14) auf der Saugseite des ersten Förderstrukturabschnitts (8) angeordnet ist und/oder die Saugseite des zweiten Förderstrukturabschnitts (9) eine Sackgasse für den Schmierölstrom bildet.
Getriebevorrichtung (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Förderstrukturabschnitt (8, 9) in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind.
Getriebevorrichtung (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Hohlwellenabschnitt (4) in radialer Überlappung mit dem Schmierölsammelabschnitt (10) eine umlaufende Getriebekopplungsstruktur (11) aufgesetzt ist.
Getriebevorrichtung (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (21) in einem ersten axialen Abschnitt und der Getriebeabschnitt (22, 23, 24) in einem zweiten axialen Abschnitt angeordnet ist, wobei der Getriebeabschnitt einen ersten Planetensatz (22), ein Kupplungs- und/oder Synchronisationssystem (23) und einen zweiten Planentensatz (24) umfasst, wobei der zweite Planetensatz (24) durch eine Spritzölversorgung (25) als primäre Schmierölversorgung mit dem Schmieröl versorgt ist, wobei die Saugseite der ersten Förderstruktur (8) in dem Getriebeabschnitt (22, 23, 24) mündet und wobei der erste Planetensatz (22) durch die Schmierölfördereinrichtung (1) als sekundäre Schmierölversorgung mit Schmieröl versorgt ist.
Getriebevorrichtung (19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebekopplungsstruktur als ein Sonnenrad (11) des ersten Planetensatzes (22) ausgebildet ist, wobei beidseits zu dem Sonnenrad (11) eine der Schmierstofföffnungen (12) angeordnet ist, um den ersten Planetensatz (22) zu schmieren.