DE102016210548A1

DE102016210548A1 - Getriebe für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016210548A1
Application number: DE102016210548.5A
Authority: DE
Inventors: Thomas Riedisser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2017-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine, einer Ölpumpe, einem Antriebsmittel zum Antreiben der Ölpumpe und einem Getriebegehäuse, das einen Hybridraum und einen durch eine Trennwand vom Hybridraum getrennten Hauptraum aufweist, wobei die elektrische Maschine in dem Hybridraum und die Ölpumpe in dem Hauptraum angeordnet ist. Das Getriebe ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine mit dem Antriebsmittel wirkverbundene Fördereinrichtung zum Fördern eines in dem Hybridraum befindlichen Öls in den Hauptraum aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine, einer Ölpumpe, einem Antriebsmittel zum Antreiben der Ölpumpe und einem Getriebegehäuse, das einen Hybridraum und einen durch eine Trennwand vom Hybridraum getrennten Hauptraum aufweist, wobei die elektrische Maschine in dem Hybridraum und die Ölpumpe in dem Hauptraum angeordnet ist.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Getriebe.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Getrieben bekannt. Insbesondere sind Getriebe bekannt, die mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine wirkverbunden sind. Bei diesen Getrieben ist eine Ölrückhalteplatte vorgesehen, mittels der ein Volllaufen des Hybridraums, in dem die elektrische Maschine angeordnet ist, verhindert oder verzögert werden soll.
Die Ölrückhalteplatte wird nur bei vorschwappendem Öl mitgenommen und an eine Dichtanlagefläche gedrückt. Jedoch ist die Ölrückhalteplatte nicht öldicht ausgeführt, so dass bei einer Bergabfahrt und einem starken Bremsmanöver die Gefahr besteht, dass Öl aus dem Hauptraum über beispielsweise einen Spalt zwischen der Ölrückhalteplatte und der Dichtanlagefläche in den Hybridraum strömt. Da die Getriebe aus Kostengründen keine Ölrückfördereinrichtung aufweisen, besteht die Gefahr eines Volllaufens des Hybridraums.
Dies muss jedoch vermieden werden, da ansonsten eine Trennkupplung, mittels der die Verbrennungskraftmaschine von beispielsweise einem im Getriebe vorhanden mehrgängigen Übersetzungsgetriebe triebtechnisch getrennt werden kann, und/oder ein Torsionsdämpfer im Hybridraum in Öl liegen. Dies ist nachteilig, da es im Betrieb zu hohen Schleppmomenten und/oder einer Ölverschäumung kommen kann. Außerdem besteht die Gefahr, dass ein Luftspalt zwischen einem Stator und einem Rotor der elektrischen Maschine mit Öl geflutet wird, was ein hohes Schleppmoment und zusätzliche Panschverluste nach sich zieht. Darüber hinaus sinkt beim Volllaufen des Hybridraums mit Öl der Ölstand in einem Hauptraum des Getriebes, in dem unter anderem die Ölpumpe angeordnet ist, so dass die Gefahr besteht, dass die Ölpumpe Luft ansaugt, was ebenfalls unerwünscht ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Getriebe anzugeben, bei dem ein Volllaufen des Hybridraums verhindert werden kann.
Die Aufgabe wird durch ein Getriebe der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Getriebe eine Fördereinrichtung zum Fördern eines in dem Hybridraum vorhandenen Öls in den Hauptraum aufweist, die mit einem Antriebsmittel wirkverbunden ist.
Das erfindungsgemäße Getriebe weist den Vorteil auf, dass durch die Rückführung des Öls durch die Fördereinrichtung verhindert werden kann, dass der Hybridraum, insbesondere bei einer Bergabfahrt und/oder einem starken Bremsmanöver, mit Öl vollläuft und/oder dass der Ölstand im Hauptraum derart absinkt, dass die Ölpumpe Luft ansaugt. Somit können die Probleme vermieden werden, die in den bekannten Getrieben auftreten und oben beschrieben sind. Darüber hinaus verhindert die Fördereinrichtung durch die Rückführung des Öls aus dem Hybridraum in den Hauptraum, dass der Ölstand im Hauptraum zu stark absinkt. Dies bietet die Möglichkeit, das Getriebe mit einem geringeren Ölstand bereitgestellt werden als aus dem Stand der Technik bekannte Getriebe. Der sich aufgrund des geringeren Ölstands zusätzlich ergebene Bauraum kann für andere Bauteile des Getriebes, wie beispielsweise eine Leistungselektronik, genutzt werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes besteht darin, dass die Fördereinrichtung mit demselben Antriebsmittel wie die Ölpumpe mittelbar oder unmittelbar wirkverbunden ist. Somit müssen nicht zusätzliche Antriebskomponenten zum Anschluss der Fördereinrichtung vorgesehen werden, wodurch sich der Aufbau des Getriebes nicht signifikant erhöht. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Bewegungsenergie einer bereits vorhandenen Getriebekomponente, nämlich des Antriebsmittels, zum Antreiben der Fördereinrichtung genutzt wird. Das Antriebsmittel dient somit zum Antreiben von wenigstens zwei Getriebekomponenten, nämlich der Ölpumpe und der Fördereinrichtung. Darüber hinaus besteht ein Vorteil der Erfindung darin, dass das Getriebe kostengünstig und bauraumsparend ist.
Unter einer Welle wird im Sinne der Erfindung nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten verstanden. Vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Bauteile drehfest miteinander verbinden.
Die elektrische Maschine besteht zumindest aus einem Stator und einem drehbar gelagerten Rotor und ist in einem motorischen Betrieb dazu eingerichtet, elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehzahl und Drehmoment zu wandeln, sowie in einem generatorischen Betrieb mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Strom und Spannung zu wandeln. Der Rotor der elektrischen Maschine kann über eine drehfeste Verbindung oder über ein Übersetzungsgetriebe mit einer Rotorwelle des Getriebes drehfest verbunden sein.
Die Ölpumpe kann derart ausgebildet sein, dass sie Öl in das Getriebe und/oder innerhalb des Getriebes fördert, so dass beispielsweise in dem Getriebe vorhandene Schaltelemente zuverlässig geschmiert und/oder betätigt werden können.
Das Getriebegehäuse kann den Hauptraum und den Hybridraum wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, umschließen. Der Hauptraum entspricht dem Raum, in dem neben dem der Ölpumpe unter anderem auch ein mehrgängiges Übersetzungsgetriebe des Getriebes angeordnet sein kann. Das mehrgängige Übersetzungsgetriebe kann mit einer Getriebeausgangswelle drehfest verbunden sein, die mit den Rädern des Kraftfahrzeugs mittels eines Ausgleichgetriebes in Wirkverbindung stehen kann. Das mehrgängige Übersetzungsgetriebe kann mehrere Planetenradsätze aufweisen. Die im Hauptraum angeordnete Ölpumpe kann Öl aus einem im Hauptraum vorhandenen Ölsumpf fördern.
Bei einer besonderen Ausführung kann das Antriebsmittel mit der elektrischen Maschine und/oder einer Kraftfahrzeug-Antriebseinheit, wie beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, wirkverbunden sein. Dies bedeutet, dass das Antriebsmittel eine Antriebskomponente in dem Antriebsstrang zwischen einerseits der elektrischen Maschine und/oder Kraftfahrzeug-Antriebseinheit und andererseits der Ölpumpe sein kann. Insbesondere kann das Antriebsmittel eine Getriebewelle mit der Ölpumpe wirkverbinden. Dies bedeutet, dass eine Drehbewegung der Getriebewelle mittels des Antriebsmittels auf die Ölpumpe übertragen wird. Dabei kann das Antriebsmittel an einem Ende mit der Getriebewelle und an dem anderen Ende mit der Ölpumpe unmittelbar wirkverbunden werden. Die Getriebewelle kann die Welle sein, die der Kraftfahrzeug-Antriebseinheit nachgeschaltet und einer Kupplung des Getriebes vorgeschaltet ist oder eine Welle sein, die der Kraftfahrzeug-Antriebseinheit und der Kupplung nachgeschaltet und dem mehrgängigen Übersetzungsgetriebe vorgeschaltet ist. Da die Kraftfahrzeug-Antriebseinheit eine Bewegung in einer einzigen Drehrichtung bewirkt, dreht sich die Getriebewelle in nur einer Drehrichtung, so dass sichergestellt ist, dass die Fördereinrichtung Öl aus dem Hybridraum herausfördert und somit kein Öl in den Hybridraum hineinfördert, was jedoch der Fall wäre, sofern sich die Getriebewelle in die andere Drehrichtung drehen würde.
Dabei kann das Antriebsmittel als Zugmittel, wie beispielsweise eine Kette oder ein Riemen, ausgebildet sein der mit der Ölpumpe wirkverbunden ist. Insbesondere kann die Ölpumpe eine Verzahnung aufweisen, die in Eingriff mit dem Antriebsmittel steht. Alternativ kann das Antriebsmittel als Zahnrad ausgeführt sein, das mit der Ölpumpe wirkverbunden ist. Das Zahnrad kann mit der Verzahnung der Ölpumpe und einer Verzahnung der Getriebewelle in Eingriff sein. Im Ergebnis kann die durch die elektrische Maschine und/oder die Kraftfahrzeug-Antriebseinheit bereitgestellte Leistung durch das Antriebsmittel auf einfache Weise auf die Ölpumpe übertragen werden.
Die Trennwand kann einen Durchbruch aufweisen, mittels dem der Hybridraum mit dem Hauptraum fluidisch verbunden sein kann. Unter einer fluidischen Verbindung zwischen dem Hybridraum und dem Hauptraum wird eine Verbindung verstanden, bei der eine Ölströmung aus dem Hybridraum in den Hauptraum oder umgekehrt möglich ist. Die Trennwand kann topförmig ausgebildet sein, wobei die elektrische Maschine innerhalb der topfförmigen Trennwand angeordnet sein kann. Eine derartige Ausbildung der Trennwand bietet den Vorteil, dass die elektrische Maschine eingekapselt ist und eine Ölströmung von dem Hauptraum in den Hybridraum erschwert wird.
Die Trennwand kann zum Lagern und/oder Zentrieren der Rotorwelle der elektrischen Maschine dienen. Darüber hinaus kann die Trennwand auch zum Aufnehmen des Stators und/oder eines Statorgehäuses dienen. Dabei kann die Trennwand mehrere Trennwandabschnitte aufweisen, die miteinander drehfest verbunden werden können. Darüber hinaus können die Trennwand und die elektrische Maschine ein Modul bilden, das beim Zusammenbau des Getriebes in das Getriebegehäuse eingebracht wird. Da die elektrische Maschine und die Trennwand somit außerhalb des Getriebegehäuses miteinander verbunden werden können, vereinfacht sich der Zusammenbau des Getriebes.
Das Getriebe kann eine Ölrückhalteplatte aufweisen. Die Ölrückhalteplatte kann derart angeordnet sein, dass sie den Hybridraum von dem Hauptraum trennt. Dabei kann die Ölrückhalteplatte, insbesondere in radialer Richtung, zwischen der Trennwand und dem Getriebegehäuse angeordnet sein. Insbesondere kann die Ölrückhalteplatte in radialer Richtung zu dem Getriebegehäuse näher angeordnet sein und/oder von einer Mittelachse des Getriebes in radialer Richtung weiter entfernt angeordnet sein als der Durchbruch der Trennwand.
Die Trennwand kann wenigstens einen Durchlass aufweisen, über den das in dem Hybridraum befindliche Öl aus dem Hybridraum ausströmen kann. Dabei können Lücken zwischen den Spulenkörpern des Stators als Ölablauf zum Durchlass dienen. Insbesondere kann das Öl aus dem Hybridraum in einen Zwischenraum einströmen. Der Zwischenraum kann durch die Ölrückhalteplatte von dem Hauptraum getrennt und zusätzlich unter anderem durch die Trennwand und das Getriebegehäuse begrenzt sein.
Die Ölrückhalteplatte kann derart ausgebildet sein, dass sie eine Ölströmung von dem Hybridraum, insbesondere über den Zwischenraum, in den Hauptraum zulässt und eine Ölströmung von dem Hauptraum, insbesondere über den Zwischenraum, in den Hybridraum wenigstens teilweise verhindert. Durch das Vorsehen der Ölrückhalteplatte kann erreicht werden, dass das in dem Hybridraum aufgrund der Betätigung wenigstens eines Schaltelements und/oder der Schmierung von beispielsweise einem Vorübersetzungsgetriebe in dem Hybridraum angesammelte Öl, insbesondere über den Zwischenraum, in den Hauptraum zurückströmen kann.
Die Ölpumpe kann innerhalb eines hydraulischen Schaltgeräts des Getriebes angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass zusätzlicher Bauraum gewonnen werden kann. Die Ölpumpe kann derart in dem hydraulischen Schaltgerät angeordnet sein, dass aus diesem eine Pumpenwelle der Ölpumpe herausragt. Dadurch ist auf einfache Weise sichergestellt, dass die Antriebswelle mit der Pumpenwelle wirkverbunden werden kann. Das hydraulische Schaltgerät ist ein Gerät, das die im Getriebe angeordneten Schaltelemente mit Öl versorgen kann.
Bei einer ganz besonderen Ausführung kann die Fördereinrichtung derart angeordnet sein, dass eine Ölströmung von dem Hauptraum in den Hybridraum unterbunden ist. Dies kann dadurch realisiert werden, dass eine Förderrichtung der Fördereinrichtung einem Einströmen des Öls von dem Hauptraum in den Hybridraum entgegenwirkt. Als Förderrichtung wird die Strömungsrichtung des Öls innerhalb der Fördereinrichtung verstanden. Alternativ oder zusätzlich kann die Fördereinrichtung relativ zu dem Durchbruch derart angeordnet sein, dass beispielsweise ein Fördereinrichtungsgehäuse ein Strömen von Öl von dem Hauptraum in den Hybridraum verhindert. Die Fördereinrichtung kann unmittelbar an der Trennwand anliegen. Durch eine derartige Ausbildung und/oder Anordnung der Fördereinrichtung kann auf ganz besonders einfache Weise verhindert werden, dass das in dem Hauptraum befindliche Öl über den Durchbruch in der Trennwand in den Hybridraum strömt.
Die Fördereinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sich eine Einströmrichtung des Öls von dem Hybridraum in die Fördereinrichtung von einer Ausströmrichtung des Öls aus der Fördereinrichtung in den Hauptraum unterscheidet. Eine derartige Ausbildung der Fördereinrichtung erschwert ebenfalls ein Einströmen des Öls von dem Hauptraum in den Hybridraum.
Die Förderrichtung kann gleichgerichtet zur Einströmrichtung des Öls von dem Hybridraum in die Fördereinrichtung und/oder gleichgerichtet zur Ausströmrichtung des Öls von der Fördereinrichtung in den Hauptraum sein. Natürlich kann die Fördereinrichtung derart ausgebildet sein, dass sich die Förderrichtung von der Einströmrichtung und/oder der Ausströmrichtung unterscheidet. Insbesondere kann ein Winkel zwischen der Förderrichtung und der Einströmrichtung und/oder der Ausströmrichtung 90° betragen.
Die Fördereinrichtung kann jegliche Einrichtung sein, mittels der ein Fördern von Öl von dem Hybridraum in den Hauptraum möglich ist. Ganz besonders vorteilhaft ist eine Fördereinrichtung, die ein, insbesondere spiralförmiges, Förderelement, wie beispielsweise ein Spiralrad, aufweist. Dabei definiert die Ausführung der Spiralsteigung zusammen mit der Anzahl von Förderspiralen die mögliche Fördermenge.
Die Fördereinrichtung kann ein Fördereinrichtungsgehäuse aufweisen, in dem das Förderelement, insbesondere das Spiralrad, angeordnet ist. Das Förderelement und das Fördereinrichtungsgehäuse können als kostengünstige Kunststoffspritzgussteile ausgeführt sein.
Dabei können das Förderelement, insbesondere das Spiralrad, und das Fördereinrichtungsgehäuse derart ausgebildet sein, dass sich das Förderelement relativ zu dem Fördereinrichtungsgehäuse drehen kann. Besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen dem Förderelement und dem Fördereinrichtungsgehäuse ein Spiel besteht. Dadurch kann ein Achsversatz zwischen dem Förderelement und beispielsweise der Pumpenwelle der Ölpumpe ausgeglichen werden. Der Achsversatz resultiert aufgrund der beim Einbau der Fördereinrichtung und/oder der Pumpenwelle vorhandenen Toleranzen.
Das Fördereinrichtungsgehäuse kann eine Öffnung aufweisen, durch die das Förderelement in das Fördereinrichtungsgehäuse einbringbar ist. Die Einführöffnung kann mittels einer Kappe verschlossen werden. Die Kappe dient zum axialen Stützen des Förderelements in dem Fördereinrichtungsgehäuse und/oder verhindert, dass das Förderelement in axialer Richtung aus dem Fördereinrichtungsgehäuse austreten kann. Darüber hinaus kann die Kappe mit dem Fördereinrichtungsgehäuse, insbesondere thermisch, verschweißt oder verstemmt werden. Die Fördereinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die bei einer Ölförderung resultierende Axialkraft des Förderelements in eine Richtung weg von der Kappe, insbesondere in eine Richtung zu dem Fördereinrichtungsgehäuse, wirkt, so dass die Kappe im Betrieb der Fördereinrichtung nicht axialkraftbelastet ist.
Das in die Fördereinrichtung aus dem Hybridraum eingeströmte Öl kann über die Öffnung aus der Fördereinrichtung ausströmen. Aus diesem Grund kann die Kappe Aussparungen aufweisen, über die das in die Fördereinrichtung eingeströmte Öl aus der Fördereinrichtung ausströmen kann.
Das Fördereinrichtungsgehäuse kann wenigstens einen, insbesondere genau zwei, Zentrierstift aufweisen. Der Zentrierstift dient zum Ausrichten des Fördereinrichtungsgehäuses zur Pumpenwelle und kann an das Fördereinrichtungsgehäuse angespritzt sein. Darüber hinaus kann das Fördereinrichtungsgehäuse wenigstens eine, insbesondere eingespritzte, Bohrung für ein Befestigungsmittel aufweisen. Mittels des Befestigungsmittels kann das Fördereinrichtungsgehäuse, insbesondere unmittelbar, mit der Trennwand und/oder dem Getriebegehäuse und/oder dem Statorgehäuse der elektrischen Maschine lösbar verbunden werden.
Bei einer besonderen Ausführung kann die Fördereinrichtung ein Lager, insbesondere ein Gleitlager, zum Lagern der Fördereinrichtung an der Trennwand aufweisen. Das Lager kann die Fördereinrichtung in radialer und/oder axialer Richtung an der Trennwand abstützen. Das Vorsehen des Gleitlagers, insbesondere einer aus Kunststoff gefertigten Gleitlagerbuchse, bietet sich insbesondere bei Ausführungen der Fördereinrichtung an, die kein Fördereinrichtungsgehäuse aufweisen. Dabei können das Lager, insbesondere Gleitlager, und das Förderelement, insbesondere Spiralrad, einstückig hergestellt sein. Beispielsweise kann das Lager mit dem Förderelement, insbesondere thermisch, verschweißt werden. Im Ergebnis lässt sich eine einfache Lagerung der Fördereinrichtung an der Trennwand realisieren.
Das als Zahnrad ausgeführte Antriebsmittel kann in einem Gehäuseabschnitt gelagert sein. Insbesondere kann das Zahnrad mittels eines an dem Zahnrad vorgesehenen Lagerzapfens in dem Gehäuseabschnitt gelagert sein. Dabei kann das Zahnrad mit einer im Gehäuseabschnitt vorhandenen Ölleitung fluidisch verbunden ist. Insbesondere kann eine Passbohrung für den Lagerzapfen mittels eines im Gehäuseabschnitt vorgesehenen Drosselspalts mit der Ölleitung fluidisch verbunden werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine ständige Schmierung des gelagerten Endes des Spannmittels auf besonders einfache Weise möglich ist.
Die Fördereinrichtung kann mit dem Zahnrad drehfest verbunden sein. Insbesondere kann die Fördereinrichtung mit einem am Zahnrad vorgesehenen Schaft drehfest verbunden sein.
Das Getriebe kann ein Spannmittel zum Spannen des Antriebsmittels, insbesondere des Zugmitels, aufweisen. Das Spannmittel kann mit dem Antriebsmittel, insbesondere Zugmittel, wirkverbunden sein. Dies bedeutet, dass sich das Spannmittel bewegt, wenn sich das Antriebsmittel bewegt. Insbesondere kann bei einer Ausführung des Antriebsmittels als Kette kann das Spannmittel als Kettenspanner ausgeführt sein, der in Eingriff mit der Kette steht. Das Spannmittel kann als Sinterteil ausgeführt sein.
Das Spannmittel kann in einem Gehäuseabschnitt des Getriebes gelagert sein. Insbesondere kann das Spannmittel an einem Ende mittels eines Lagerzapfens in dem Gehäuseabschnitt, insbesondere einem Alu-Druckgussteil, gelagert sein. Dabei kann das Spannmittel mit einer in dem Gehäuseabschnitt vorhandenen Ölleitung fluidisch verbunden sein. Insbesondere kann eine Passbohrung für den Lagerzapfen mittels eines im Gehäuseabschnitt vorgesehenen Drosselspalts mit der Ölleitung fluidisch verbunden werden. Dies bietet den Vorteil, dass eine ständige Schmierung des gelagerten Endes des Spannmittels auf besonders einfache Weise möglich ist.
Die Fördereinrichtung, insbesondere das Förderelement, kann mit dem Spannmittel drehfest verbunden sein. Insbesondere kann das Spannmittel mittels eines Schaftes mit eingebrachter Mitnahmeverzahnung das Förderelement, insbesondere das Spiralrad, antreiben. Dabei kann die Fördereinrichtung derart angebracht sein, dass sie bezogen auf eine Antriebsebene, in der das Antriebsmittel angeordnet ist, dem Lagerzapfen des Spannmittels gegenüberliegt.
Bei einer alternativen Ausführung kann die Fördereinrichtung mit der Pumpenwelle der Ölpumpe wirkverbunden sein. In dieser Ausführung kann die Bewegungsenergie der Pumpenwelle für den Antrieb der Fördereinrichtung genutzt werden. Insbesondere kann die Fördereinrichtung an dem aus dem hydraulischen Schaltgerät ragenden Teil der Pumpenwelle angebracht sein. So kann das Förderelement, insbesondere das Spiralrad, mit der Pumpenwelle drehfest verbunden sein. Alternativ können die Pumpenwelle und das spiralförmige Förderelement einstückig hergestellt sein. Dabei kann das spiralförmige Förderelement an einem Ende der Pumpenwelle angeordnet sein. Für den Antrieb der Fördereinrichtung wird somit keine zusätzliche Antriebskomponente benötigt.
Das Getriebe kann eine Fördereinrichtung aufweisen, die mit der Pumpenwelle wirkverbunden ist, und eine andere Fördereinrichtung aufweisen, die mit dem Spannmittel oder dem Zahnrad wirkverbunden ist. Natürlich kann das Getriebe auch weitere Fördereinrichtungen aufweisen, die mit einem der zuvor genannten Bauteile wirkverbunden ist. In diesem Fall lässt sich die Fördermenge des aus dem Hybridraum abgeführten Öls auf einfache Weise steigern.
Von besonderem Vorteil ist ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Getriebe und der Kraftfahrzeug-Antriebseinheit. Das Getriebe kann als Automatikgetriebe ausgeführt sein.
In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch und beispielhaft dargestellt und nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Fördereinrichtung eines erfindungsgemäßen Getriebes für ein Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführung,
2 eine perspektivische Darstellung der in 1 gezeigten Ölpumpe und Fördereinrichtung,
3 eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Ölpumpe und Fördereinrichtung,
4 eine perspektivische Darstellung der in den 1–3 gezeigten Fördereinrichtung,
5 eine Seitenschnittansicht der in 4 gezeigten Fördereinrichtung,
6 eine schematische Darstellung einer Fördereinrichtung eines erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer zweiten Ausführung,
7 eine schematische Darstellung einer Pumpenwelle und eines Antriebsmittels eines erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer dritten Ausführung,
8 eine Schnittansicht entlang der aus 7 ersichtlichen Schnittebene A-A,
9 eine schematische Darstellung einer Pumpenwelle, eines Antriebsmittels und eines Spannmittels eines erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer vierten Ausführung,
10 eine Schnittansicht entlang der aus 9 ersichtlichen Schnittebene B-B gemäß einer ersten Ausführung.
Das in 1 dargestellte Getriebe für ein Kraftfahrzeug weist eine elektrische Maschine 1, eine Ölpumpe 2, ein Antriebsmittel 3 zum Antreiben der Ölpumpe und ein Getriebegehäuse 4 auf. Das Getriebegehäuse 4 weist einen Hybridraum 5 und einen Hauptraum 6 auf, der durch eine Trennwand 7 von dem Hybridraum 5 getrennt ist. Die elektrische Maschine 1 ist in dem Hybridraum 5 und die Ölpumpe 2 ist in dem Hauptraum 6 angeordnet. Ferner weist das Getriebe eine Fördereinrichtung 8 auf, die ein in dem Hybridraum 5 befindliches Öl in den Hauptraum 6 fördert und mit dem Antriebsmittel 3 wirkverbunden ist.
Die Trennwand 7 weist mehrere Trennwandabschnitte auf. So liegt ein in radialer Richtung verlaufender erster Trennwandabschnitt an einem Enden an einem Statorgehäuse 12 an. Auch wenn dies in der Figur nicht dargestellt ist, dient der erste Trennwandabschnitt zum Lagern einer Rotorwelle der elektrischen Maschine 1. Das Statorgehäuse 12 liegt an einem im Wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufenden zweiten Trennwandabschnitt an. Sowohl das Statorgehäuse 12 als auch der zweite Trennwandabschnitt weisen einen Durchbruch 13 auf, über den das in dem Hybridraum 5 befindliche Öl in den Hauptraum 6 strömen kann.
Die Ölpumpe 2 ist innerhalb eines hydraulischen Schaltgeräts 9 angeordnet. Eine Pumpenwelle 11 der Ölpumpe 2 ragt aus dem hydraulischen Schaltgerät 9 heraus und ist mit dem Antriebsmittel 3 wirkverbunden. Darüber hinaus ist die Pumpenwelle 11 mit der Fördereinrichtung 8 drehfest verbunden. Die Fördereinrichtung 8 liegt an dem zweiten Trennwandabschnitt derart an, dass eine Ölströmung von dem Hauptraum 6 über den Durchbruch 13 in den Hybridraum 5 nicht möglich ist.
Das Getriebe weist außerdem eine Ölrückhalteplatte 14 auf. Die Ölrückhalteplatte 14 ist in radialer Richtung zwischen dem zweiten Trennabschnitt und dem Getriebegehäuse 4 angeordnet. Die Ölrückhalteplatte 14 trennt den Hauptraum 6 von dem Hybridraum 7. Insbesondere verhindert die Ölrückhalteplatte 14, dass Öl aus dem Hauptraum 6 in einen Zwischenraum 15 und von dort in den Hybridraum 5 strömt. Der Zwischenraum 15 wird unter anderem durch die Ölrückhalteplatte 14, das Getriebegehäuse 4 und den zweiten Trennwandabschnitt begrenzt. Der zweite Trennwandabschnitt weist in der Figur nicht dargestellte, insbesondere in radialer Richtung verlaufende, Durchlässe auf, über die der Hybridraum 5 mit dem Zwischenraum 15 fluidisch verbunden ist. Die Ölrückhalteplatte 14 ist derart ausgeführt, dass das in dem Zwischenraum 15 befindliche Öl aus dem Zwischenraum 15 in den Hauptraum 6 strömen kann.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Ölpumpe 2 und der Fördereinrichtung 8. Die Ölpumpe 2 weist eine Verzahnung 16 auf, die in Eingriff mit dem in 1 dargestellten Antriebsmittel 3 ist, wobei das in 1 dargestellte Antriebsmittel 3 als Kette ausgeführt ist.
3 zeigt eine Schnittansicht der in 2 dargestellten Ölpumpe 2 und der Fördereinrichtung 8. Die Verzahnung 16 ist mit der Pumpenwelle 11 drehfest verbunden. Darüber hinaus ist die Fördereinrichtung 8 mit der Pumpenwelle 11 drehfest verbunden. Insbesondere ist ein Förderelement der Fördereinrichtung 8, das als Spiralrad 17 ausgebildet ist, mit der Pumpenwelle 11 drehfest verbunden. Das Spiralrad 17 ist in einem Fördereinrichtungsgehäuse 18 angeordnet.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Fördereinrichtung 8. Das Fördereinrichtungsgehäuse 18 weist eine Öffnung 19 auf, über die das Spiralrad 17 in das Fördereinrichtungsgehäuse 18 eingeführt werden kann. Darüber hinaus weist das Fördereinrichtungsgehäuse 18 zwei Zentrierstifte 20 auf, die bei einem Befestigen der Fördereinrichtung 8 mit der Trennwand 7 ein Ausrichten der Fördereinrichtung 8 zur Pumpenwelle 11 bewirken. Darüber hinaus weist das Fördereinrichtungsgehäuse 18 eine Bohrung 21 auf. Die Bohrung 21 dient zur Aufnahme eines in der Figur nicht dargestellten Befestigungsmittels. Das Befestigungsmittel dient zum Befestigen der Fördereinrichtung 8 an der Trennwand 7. Die Öffnung 19 ist durch eine Kappe 22 teilweise verschlossen. Die Kappe 22 dient zur axialen Stützung des Spiralrads 17 innerhalb des Fördereinrichtungsgehäuses 18.
5 zeigt eine Seitenschnittansicht der in 4 dargestellten Fördereinrichtung 8. Die Fördereinrichtung 8 weist eine Öleintrittsöffnung 23 auf, über die Öl aus dem Hybridraum 5 in die Fördereinrichtung 8 entlang einer Einströmrichtung E einströmt. Das in die Fördereinrichtung 8 eingeströmte Öl wird durch das Spiralrad 17 in Förderrichtung F zu der Öffnung 19 gefördert. Die Öffnung 19 entspricht einer Austrittsöffnung, über die das Öl aus der Fördereinrichtung 8 in Ausströmrichtung A ausströmt. Damit das Öl über die Öffnung 19 ausströmen kann, weist die Kappe 22 Ausparrungen auf, durch die Öl strömen kann.
6 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Getriebes mit einer Fördereinrichtung 8 gemäß einer zweiten Ausführung. Die Fördereinrichtung 8 weist ebenfalls ein Spiralrad 17 auf. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Fördereinrichtung 8 weist die Fördereinrichtung 8 kein Fördereinrichtungsgehäuse auf. Die Fördereinrichtung 8 weist ein Gleitlager 24 auf, das das Spiralrad 17 an der Trennwand 7 in radialer und axialer Richtung abstützt.
Ein weiterer Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass ein Spannmittel 25 zum Spannen des Antriebsmittels 3 vorhanden ist. Das Spannmittel 25 ist über eine Verzahnung mit dem Antriebsmittel 3 verbunden und dreht sich somit mit dem Antriebsmittel 3 mit. Das Spiralrad 17 ist mit einem Schaft 26 des Spannmittels 25 drehfest verbunden. Darüber hinaus weist das Spannmittel 25 einen Lagerzapfen 27 auf. Der Lagerzapfen 27 wird in einem Gehäuseabschnitt 28 gelagert. Die Lagerung erfolgt derart, dass eine Aussparung 29 zur Aufnahme des Lagerzapfens 27 mit über einen Drosselspalt mit einer in dem Gehäuseabschnitt 28 verlaufenden Ölleitung 30 fluidisch verbunden ist. Dadurch wird eine ständige Ölschmierung des Lagerzapfens 27 erreicht. Der Lagerzapfen 27 und der Schaft 26 liegen sich bezüglich einer Verzahnungsebene, in der der die mit dem Antriebsmittel 3 in Eingriff stehende Verzahnung des Spannmittels angeordnet ist, gegenüber.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer Pumpenwelle und eines Antriebsmittels eines erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer dritten Ausführung und 8 zeigt eine Schnittansicht entlang der in 7 ersichtlichen Schnittebene A-A.
In der in den 7 und 8 dargestellten Ausführung sind die Fördereinrichtung 8, insbesondere das Förderelement, und die Pumpenwelle 11 einstückig hergestellt. Das Förderelement ist spiralförmig ausgebildet und an einem Ende der Pumpenwelle 11 angeordnet. Die Fördereinrichtung 8 weist in diesem Ausführungsbeispiel kein Fördereinrichtungsgehäuse auf.
Es ist außerdem kein Spannmittel vorhanden und das Antriebsmittel 3 ist mit der Verzahnung 16 der Pumpenwelle 11 wirkverbunden. Die Ausführung unterscheidet sich im Vergleich zu der in 1 dargestellten Ausführung in der Ausbildung der Trennwand 7. Diese weist einen in radialer Richtung vorragenden Vorsprung 31 auf, durch den sich die Fördereinrichtung 8 und ein Teil der Pumpenwelle 11 erstreckt. Dabei weist der Vorsprung ebenfalls einen Durchgang auf, so dass das in dem Hybridraum 6 befindliche Öl 33 über die Fördereinrichtung 8 in den Hauptraum 5 strömen kann. Dabei steht die Einströmrichtung E des Öls in die Fördereinrichtung 8 senkrecht zu der Förderrichtung F des Öls innerhalb der Fördereinrichtung 8. Die Ausströmrichtung A ist gleichgerichtet zur Förderrichtung F.
9 zeigt eine schematische Darstellung einer Pumpenwelle, eines Antriebsmittels 3 und eines Spannmittels 25 eines erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einer vierten Ausführung und 10 zeigt eine Schnittansicht entlang der aus 9 ersichtlichen Schnittebene B-B. Die Pumpenwelle 11 und die Fördereinrichtung 8 sind analog wie bei der in 8 dargestellten Ausführung einstückig hergestellt.
In dieser Ausführung ist eine Verschließplatte 32 vorhanden, die einen Durchgang in der Trennwand 7 verschließt und weist eine Durchgangsbohrung 10 auf. Die Fördereinrichtung 8 ist derart angeordnet, dass sie fluidisch mit der Durchgangsbohrung 10 verbunden ist. Zudem ist die Fördereinrichtung 8 derart angeordnet, dass Öl 33 aus dem Hybridraum 6 über die Fördereinrichtung 8 in den Hauptraum 5 strömen kann. Dabei ist die Einströmrichtung E aus dem Hybridraum 6 in die Fördereinrichtung 8 gleichgerichtet zu der Förderrichtung F innerhalb der Fördereinrichtung 8. Die Ausströmrichtung A des Öls aus der Fördereinrichtung 8 in die Durchgangsbohrung 10 hinein steht senkrecht zu der Förderrichtung F.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Maschine
2: Ölpumpe
3: Antriebsmittel
4: Getriebegehäuse
5: Hauptraum
6: Hybridraum
7: Trennwand
8: Fördereinrichtung
9: hydraulisches Schaltgerät
10: Durchgangsbohrung
11: Pumpenwelle
12: Statorgehäuse
13: Durchbruch
14: Ölrückhalteplatte
15: Zwischenraum
16: Verzahnung
17: Spiralrad
18: Fördereinrichtungsgehäuse
19: Öffnung
20: Zentrierstift
21: Bohrung
22: Kappe
23: Öleintrittsöffnung
24: Gleitlager
25: Spannmittel
26: Schaft
27: Lagerzapfen
28: Gehäuseabschnitt
29: Aussparung
30: Ölleitung
31: Vorsprung
32: Verschließplatte
33: Öl
A: Ausströmrichtung
E: Einströmrichtung
F: Förderrichtung

Claims

Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (1), einer Ölpumpe (2), einem Antriebsmittel (3) zum Antreiben der Ölpumpe (2) und einem Getriebegehäuse (4), das einen Hybridraum (5) und einen durch eine Trennwand (7) vom Hybridraum (5) getrennten Hauptraum (6) aufweist, wobei die elektrische Maschine (1) in dem Hybridraum (5) und die Ölpumpe (2) in dem Hauptraum (6) angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine mit dem Antriebsmittel (3) wirkverbundene Fördereinrichtung (8) zum Fördern eines in dem Hybridraum (5) befindlichen Öls in den Hauptraum (6).
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. das Antriebsmittel (3) eine Getriebewelle mit der Ölpumpe (2) wirkverbindet und/oder dass b. das Antriebsmittel (3) ein Zugmittel oder Zahnrad ist, wobei das Zugmittel oder Zahnrad mit der Ölpumpe (2) wirkverbunden ist und/oder dass c. das Antriebsmittel (3) mit der elektrischen Maschine (1) und/oder einer Kraftfahrzeug-Antriebseinheit wirkverbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (7) einen Durchbruch (13) aufweist, mittels dem der Hybridraum (5) mit dem Hauptraum (6) fluidisch verbunden ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Ölrückhalteplatte (14) aufweist, wobei a. die Ölrückhalteplatte (14) derart angeordnet ist, dass sie den Hybridraum (5) von dem Hauptraum (6) trennt und/oder dass b. die Ölrückhalteplatte (14) derart ausgebildet ist, dass sie eine Ölströmung von dem Hybridraum (5) in den Hauptraum (6) zulässt und eine Ölströmung von dem Hauptraum (6) in den Hybridraum (5) wenigstens teilweise verhindert.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein hydraulisches Schaltgerät (10), wobei die Ölpumpe (2) innerhalb des hydraulischen Schaltgeräts (10) angeordnet ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Fördereinrichtung (8) derart angeordnet ist, dass eine Ölströmung von dem Hauptraum (6) in den Hybridraum (5) unterbunden ist und/oder dass b. eine Förderrichtung (F) der Fördereinrichtung (8) einem Einströmen des Öls von dem Hauptraum (6) in den Hybridraum (5) entgegenwirkt und/oder dass c. sich eine Einströmrichtung (E) des Öls von dem Hybridraum (5) in die Fördereinrichtung (8) von einer Ausströmrichtung (A) des Öls aus der Fördereinrichtung (8) unterscheidet.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (8) ein, insbesondere spiralförmiges, Förderelement aufweist.
Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (8) ein Fördereinrichtungsgehäuse (18) aufweist, in dem das Förderelement angeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass a. zwischen dem Förderelement und dem Fördereinrichtungsgehäuse (18) ein Spiel besteht und/oder dass b. eine Öffnung (19) im Fördereinrichtungsgehäuse (18), durch die das Förderelement in das Fördereinrichtungsgehäuse (18) einführbar ist, mittels einer Kappe (22) teilweise abschließbar ist und/oder dass c. das Fördereinrichtungsgehäuse (18) wenigstens einen Zentrierstift (20) aufweist und/oder dass d. das Fördereinrichtungsgehäuse (18) wenigstens eine Bohrung (21) für ein Befestigungsmittel aufweist, mittels dem die Fördereinrichtung (8) mit der Trennwand (7) und/oder dem Getriebegehäuse (4) und/oder einem Statorgehäuse (12) der elektrischen Maschine (1) befestigbar ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad in einem Gehäuseabschnitt (28) gelagert ist, wobei das Zahnrad (25) mit einer im Gehäuseabschnitt (28) vorhandenen Ölleitung (39) fluidisch verbunden ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (8) mit dem Zahnrad drehfest verbunden ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (8) ein Gleitlager zum Lagern der Fördereinrichtung (8) an der Trennwand (7) aufweist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 12, gekennzeichnet durch ein Spannmittel (25) zum Spannen des Zugmittels, wobei das Spannmittel (25) mit dem Zugmittel wirkverbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (25) in einem Gehäuseabschnitt (28) gelagert ist, wobei das Spannmittel (25) mit einer im Gehäuseabschnitt (28) vorhandenen Ölleitung (39) fluidisch verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (8) mit dem Spannmittel (25) drehfest verbunden ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (2) eine Pumpenwelle (11) aufweist und a. das Förderelement mit der Pumpenwelle (11) drehfest verbunden ist oder b. das Förderelement und die Pumpenwelle (11) einstückig hergestellt sind.
Kraftfahrzeug mit einem Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 16 und einer Kraftfahrzeug-Antriebseinheit.