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Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit wenigstens einer Welle und wenigstens einer Ölzuführungsvorrichtung zum Einleiten von Öl in den Welleninnenraum der wenigstens einen Welle.
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Es ist bekannt, in Fahrzeuggetrieben in das Innere von Wellen Öl einzuspeisen, indem am Wellenende eine Ölauffangvorrichtung positioniert ist, von der aus eine Nase in das Welleninnere hineinragt. Diese Auffangvorrichtungen mit Nase werden auch Ölzuführungsvorrichtung oder einfach Ölzuführung genannt. Diese Ölzuführungen sind zumeist aus Kunststoff gefertigt und fangen das im Getriebe aufgewirbelte Öl auf und leiten es in das Welleninnere um. Dadurch kann in das Welleninnere auf einfache Art und Weise Öl eingeführt werden. Vom Welleninneren aus wird das Öl dann durch Querbohrungen wieder nach außen geleitet, um die Los- und Festräder, die an der Welle angeordnet sind, mit Öl zu versorgen. Dadurch wird das Öl zur Schmierung von Getriebeelementen in einem ständigen Kreislauf gehalten, ohne eine Pumpe zu verwenden.
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Weiterhin ist es bekannt, über ein Fahrzeuggetriebe nicht nur eine Achse sondern auch Nebenaggregate, wie beispielsweise einen Allradantriebsstrang, anzutreiben. Um das Nebenaggregat nicht ständig antreiben zu müssen kann innerhalb oder außerhalb des Fahrzeuggetriebes eine Kupplung vorgesehen sein, mit denen sich das Nebenaggregat zu- und wegschalten lässt. Dementsprechend kann es sich bei einer Nebenabtriebswelle auch um eine Welle handeln, die zum Betrieb eines Allradantriebs verwendet wird.
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Getriebe anzugeben, bei dem die Ölzuführung in den Welleninnenraum verbessert ist.
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Als Lösung wird ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Als Kern der Erfindung wird es angesehen, dass ein Abschnitt des Getriebegehäuses als Ölzuführabschnitt einen Teil der Ölzuführungsvorrichtung bildet. Während bekannte Ölzuführungsvorrichtungen vollständig aus Kunststoff gefertigt sind und aufgrund der Platzverhältnisse auch nur einen vorgebbaren Flächen- bzw. Volumenanteil des Getriebes beaufschlagen können ist es nunmehr vorgesehen, die Fangfläche für das Spritzöl und damit auch das in das Welleninnere einleitbare Ölvolumen dadurch zu steigern, dass ein Teil des Getriebegehäuses, und zwar der sog. Ölzuführabschnitt, als Ölfang- und Ölleitfläche dient. Dadurch kann eine sehr viel größere Ölmenge in das Welleninnere geleitet werden als es bislang der Fall war.
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Es ist zwar möglich, Öl direkt vom Getriebegehäuse in das Welleninnere einzuleiten. Jedoch kann der Wirkungsgrad erheblich verbessert werden, wenn die Ölzuführvorrichtung einen trichterförmigen Einleitabschnitt umfasst. Dieser kann integral in das Getriebegehäuse eingearbeitet oder ein separates Bauteil der Ölzuführungsvorrichtung sein. Als trichterförmig wird dabei grundsätzlich jede Form angesehen, die eine Nut oder Rinne aufweist und dabei sich zur Welle hin entweder verjüngt oder aber im Vergleich zum Ölzuführabschnitt verjüngt ist, also mehr als eine Art Nase von der Getriebewand absteht. Dabei muss der Einleitabschnitt im Querschnitt keinen geschlossenen Kreis bilden, da das Öl auch in einer Rinne geführt werden kann. Es ist allerdings bevorzugt vorgesehen, dass der Einleitabschnitt im Querschnitt geschlossen ist.
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Wie beschrieben kann der Einleitabschnitt integraler Bestandteil des Getriebegehäuses bzw. der Wandung des Getriebes sein. Bevorzug ist jedoch vorgesehen, dass der Einleitabschnitt als separates Bauteil am Getriebegehäuse befestigt ist. Dadurch ist es möglich, den Einleitabschnitt beispielsweise mittels Kunststoffspritzguss herzustellen und dabei auch komplexere Formen zu realisieren wie es bei einer integralen Ausbildung am Getriebegehäuse möglich ist. Auch ist die Ausbildung des Einleitabschnitts als separates Bauteil kostengünstiger. Dann ist die Ölzuführvorrichtung zweiteilig ausgebildet, während bekannte Ölzuführvorrichtungen einteilig ausgebildet sind. Befestigungsmittel werden dabei jeweils nicht mitgerechnet.
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Vorteilhafterweise kann der Ölzuführabschnitt zumindest teilweise rampenförmig ausgebildet sein. Durch die Rampenform ist eine Schrägstellung der Öllauffläche gegeben, weswegen das Öl allein aufgrund der Schwerkraft in Richtung des Einleitabschnitts bewegt wird. Dadurch bleibt das Öl in Bewegung und es bilden sich keine stehenden Ölreservoire.
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Bevorzugt kann der Ölzuführabschnitt im Querschnitt hakenförmig ausgestaltet sein. Dabei bildet die kurze Seite des Hakens eine Art Dach, in der das Spritzöl, dass üblicherweise nach radial außen geschleudert wird, aufgefangen wird, um dann an der Innenseite des Hakens nach unten zu laufen. Besonders bevorzug ist die lange Seite des Hakens rampenförmig geneigt zum Einleitabschnitt hin. Die kurze Seite des Hakens ist eine Art Auffangdach für das Spritzöl.
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Vorteilhafterweise kann die Welle an ihrem der Ölzuführungsvorrichtung zugewandten Ende eine Ölrückhaltevorrichtung besitzen. In einer Ausgestaltung kann die Ölrückhaltevorrichtung als Sprengring ausgebildet sein. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Ölrückhaltvorrichtung als Buchse mit nach radial innen weisendem Kragen ausgebildet sein. Mit einer Ölrückhaltevorrichtung wird grundsätzlich verhindert, dass das einmal in das Welleninnere eingebrachte Öl aus der Welle sofort wieder entweicht. Zum anderen wird es dadurch sogar möglich, dass die Welle nach oben geneigt eingebaut ist, wobei sich das der Ölzuführvorrichtung zugewandte Ende unten befindet. Es wird also möglich, Öl entgegen der Schwerkraft zu transportieren. Dies wird dadurch erreicht, dass die Welle hohe Drehzahlen, beispielsweise im Bereich von mehreren hundert bis mehrere tausend Umdrehungen pro Minute, hat, wobei auf das im Welleninnere befindliche Öl enorme Fliehkräfte wirken, die das Öl an die Innenwand der Welle drücken. Da das Öl aufgrund der Ölrückhaltevorrichtung an diesem Ende die Welle nicht verlassen kann wird es nach oben gedrückt, bis es einen Auslass findet.
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Vorteilhafterweise kann die Ölzuführvorrichtung eine Nase aufweisen, die in das Welleninnere der Welle und hinter die Ölrückhaltevorrichtung ragt. Die Nase kann als trichterförmiger Einleitabschnitt ausgebildet sein, entscheidend ist, dass sie hinter die Ölrückhaltevorrichtung ragt, wodurch einmal in das Welleninnere geleitetes Öl die Welle nur noch über einen Auslass aber nicht mehr am Wellenende mit der Ölrückhaltevorrichtung verlassen kann.
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Bevorzugt kann das Getriebe einen ersten Teilraum und einen zweiten Teilraum aufweisen, wobei der erste Teilraum vom zweiten Teilraum zumindest teilweise getrennt ist und die Welle sowohl zumindest teilweise durch den ersten Teilraum und dem zweiten Teilraum führt. D.h., dass das Öl in der Welle vom ersten in den zweiten Teilraum oder umgekehrt transportierbar ist. Bevorzugt ist also vorgesehen, dass sich das der Ölzufuhrvorrichtung zugewandte Ende in einem der beiden Teilräume und wenigstens ein Auslass für das Öl im Inneren der Welle im anderen Teilraum befindet.
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Vorteilhafterweise kann die Welle als Nebenabtriebswelle ausgebildet sein. Dabei kann es sich wie eingangs bereits beschrieben um eine Welle zum Antreiben des Allradantriebsstrangs handeln.
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Vorteilhafterweise kann die Welle eine Einrichtung zur Ölweiterleitung aufweisen. Diese kann als spiralförmige Nut in der Innenwand der Welle ausgebildet sein. Alternativ kann die Einrichtung auch als spiralförmiger Vorsprung ausgebildet sein. Die Einrichtung zur Ölweiterleitung arbeitet dementsprechend nach dem Prinzip einer archimedischen Spirale.
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Besonders bevorzugt kann die Ölzuführvorrichtung in einem Teilraum des Getriebes angeordnet sein, in dem eine Kuppelung zum An- und Abkuppeln einer Nebenabtriebswelle angeordnet ist. Dementsprechend dient die Nebenabtriebswelle dazu, Öl aus diesem Teilraum wieder in den anderen Teilraum zu transportieren, wodurch eine verbesserte Vermischung des Öls zwischen den Teilräumen erfolgt und insbesondere eine verbesserte Kühlung des Öls im Teilraum mit der Kupplung bewirkt wird. Dabei ist der Ölzuführabschnitt bevorzugt so angeordnet, dass er Spritzöl der Kupplung zumindest teilweise auffängt. Das heißt, dass er im Wesentlichen in der gleichen axialen Erstreckung liegt wie die Kupplung.
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Besonders bevorzugt kann die Welle wenigstens einen Auslass innerhalb des Getriebegehäuses zum Auslassen von Öl aus dem Welleninneren in das Getriebegehäuse aufweisen. Wie bereits ausgeführt kann der Auslass in einem ersten Teilraum des Getriebes und das Öl aufnehmende Ende der Welle in einem zweiten Teilraum des Getriebes liegen. Dementsprechend kann die Welle den Austausch des Öls zwischen den Teilräumen unterstützen.
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Vorzugsweise umfasst der Auslass wenigstens zwei Bohrungen, insbesondere vier Bohrungen. Diese können in Umfangsrichtung gleichverteilt angeordnet sein. Zwischen zwei Bohrungen liegt also ein 90°-Winkel.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass das Getriebe wie beschrieben ausgebildet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen und Figuren.
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Dabei zeigen:
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1 einen Abschnitt eines Getriebes in einer ersten Ansicht,
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2 einen Abschnitt eines Getriebes in einer zweiten Ansicht,
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3 einen Abschnitt eines Getriebes in einer dritten Ansicht,
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4 einen Abschnitt eines Getriebes in einer vierten Ansicht, und
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5 einen Abschnitt eines Getriebes in einer fünften Ansicht.
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1 zeigt einen Teil eines Getriebes 1 wobei vom Getriebegehäuse das sog. Verteilergehäuse 2 dargestellt ist. Im Verteilergehäuse kann eine nicht dargestellte Kupplung zum An- und Abkuppeln einer ebenfalls in 1 nicht gezeigten Nebenabtriebswelle angeordnet sein. Dargestellt ist weiterhin ein trichterförmiger Einleitabschnitt 3 der mittels einer Schraube 4 am Verteilergehäuse 2 befestigt ist. Als Verdrehsicherung weist der Einleitabschnitt 3 eine Kontur 5 auf, die mit einer Gegenkontur des Verteilergehäuses 2 zusammen wirkt.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abschnitt des Getriebes, der entlang der in 1 dargestellten Linie I-I verläuft. Er zeigt also den Einleitabschnitt 3 geschnitten in der Draufsicht. Der am Verteilergehäuse 2 befestigte Einleitabschnitt 3 verjüngt sich dabei zur Welle 6 hin, wobei er im letzten Abschnitt einen gleichbleibenden Durchmesser aufweist. Die Welle 6 dient zum Antrieb eines Allradantriebstrangs und ist damit eine Nebenabtriebswelle. Auch diese Ausgestaltung des Einleitabschnitts 3 wird als trichterförmig angesehen. Der an den Anleitabschnitt 3 anschließende Abschnitt 7 des Getriebegehäuses ist als Ölzuführabschnitt ausgebildet und Teil der durch den Abschnitt 7 und den Einleitabschnitt 3 gebildeten Ölzuführungsvorrichtung 8. Die Ölzuführungsvorrichtung 8 ist also zweiteilig, wobei ein Teil ein Abschnitt des Getriebegehäuses ist. Der Abschnitt 7 ist teilweise rampenförmig, insbesondere der in 2 dargestellte Teil ist dahingehend rampenförmig, dass er dem Einleitabschnitt 3 Öl hinleitet. Der Einleitabschnitt 3 ragt in das Innere der Welle 6 hinein, und zwar hinter die Buchse 9, die als Ölrückhaltevorrichtung fungiert. Hierfür weist die Buchse 9 einen radialen nach Innen weisenden Kragen 10 auf. Dadurch ist es möglich, die Welle 6 als Nebenabtriebswelle auch ansteigen zu lassen, wobei das Öl innerhalb der Welle 6 gehalten wird, indem bei sich drehender Welle 6 die Fliehkraft das Öl an die Innenwand der Welle 6 presst, wobei das Öl die Welle 6 auf Seiten der Buchse 9 nicht mehr verlassen kann, was der Kragen 10 verhindert. Stattdessen ist das Öl gezwungen, die Welle 6 über Bohrungen zu verlassen, die in 2 nicht mehr dargestellt sind.
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Wie bereits zu 1 ausgeführt ist im Verteilergehäuse 2 bevorzugt eine Kupplung zum An- und Abkuppeln der Welle 6 insbesondere als Nebenabtriebswelle angeordnet. Dann befindet sich die Ölzuführvorrichtung 8 mit Abschnitt 7 und Einleitabschnitt 3 in einem zweiten Teilraum, wobei die Welle 6 sowohl im zweiten Teilraum wie auch im ersten Teilraum des Getriebes 1 liegt. Irgendwo im Bereich des ersten Teilraums verlässt die Welle oder eine an die Welle 6 anschließende Vorrichtung dann das Getriebegehäuse. Somit berührt die Welle 6 zwei Teilräume des Getriebes, wodurch es möglich wird, mittels der Welle 6 Öl vom zweiten Teilraum in den ersten Teilraum zu fördern. Hierfür liegen der Auslass mit einer oder mehreren Bohrungen im ersten Teilraum, also in jeweils dem anderen Teilraum als die Ölzuführvorrichtung 8.
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3 zeigt eine alternative Möglichkeit zum Befestigen des Einleitabschnitts 3 am Verteilergehäuse 2. Dabei ist der Einleitabschnitt 3 mittels zweier Schrauben 4 festgeschraubt.
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4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Ölrückhaltvorrichtung, und zwar in Form eines Sprengrings 12. Wie man 4 weiterhin entnehmen kann wird die Länge der Nase 14 des Einleitabschnitts 3 an die Position der Ölrückhaltevorrichtung, sei es die Buchse 9 oder der Sprengring 12, angepasst.
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5 zeigt den Abschnitt 7 des Verteilergehäuses 2 genauer. Man erkennt, dass dieser im Querschnitt hakenförmig ausgebildet ist, wobei der kürzere Abschnitt 16 des Hakens als Dach wirkt und der längere Abschnitt 18 als Zuführfläche zum Einleitabschnitt 3 hin, der in 5 nicht dargestellt ist, der sich aber wie in den Figuren vorher am offenen Ende des Verteilergehäuses 2 befindet. Der Abschnitt 7 ist letzten Endes als eine Art Höhlung ausgebildet, in dem sich Öl der Kupplung, die insbesondere auch Hang-on-Kupplung oder HOK genannt wird, aufgefangen und in einen anderen Teilraum des Getriebes geleitet wird.
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Auf der dem Einleitabschnitt 3 abgewandten Seite ist der Abschnitt 7 bevorzugt geschlossen, wodurch ein Auffangraum für das Spritzöl der Kupplung gebildet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebe
- 2
- Verteilergehäuse
- 3
- Einleitabschnitt
- 4
- Schraube
- 5
- Kontur
- 6
- Welle
- 7
- Abschnitt
- 8
- Ölzuführvorrichtung
- 9
- Buchse
- 10
- Kragen
- 12
- Sprengring
- 14
- Nase
- 16
- kürzerer Abschnitt
- 18
- längerer Abschnitt
