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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebeeinrichtung mit einem Getriebegehäuse, das einen Bodenbereich sowie einen ersten und einen zweiten Seitenwandungsbereich aufweist, einem in dem Getriebegehäuse aufgenommenen Zahnradsatz mit einem ersten Zahnrad, das um eine erste Zahnradachse drehbar ist, und einem zweiten Zahnrad, das in das erste Zahnrad radial von außen her eingreift und um eine zweite Zahnradachse drehbar ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf eine Ölführungsstruktur für eine derartige Getriebeeinrichtung, wobei diese Ölführungsstruktur als vom Getriebegehäuse separat gefertigtes Einbauteil im Rahmen des Zusammenbaus der Getriebeeinrichtung in das Getriebegehäuse eingesetzt wird.
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Aus
DE 10 2010 034 130 A1 ist eine Getriebeeinrichtung bekannt, die als solche einen Bestandteil eines elektromechanischen Antriebssystems eines Kraftfahrzeuges bildet. Die Getriebeeinrichtung umfasst ein in Topfbauweise gefertigtes Getriebegehäuse, in welchem ein Achsdifferentialgetriebe, sowie in achsparalleler Anordnung zu diesem eine Planetengetriebestufe angeordnet sind. Das Achsdifferentialgetriebe trägt hierbei ein erstes Stirnrad, das radial von außen her in ein zweites Stirnrad eingreift, welches mit dem Planetenträger der Planetengetriebestufe gekoppelt ist.
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Die
DE 10 2008 058 873 A1 beschreibt ein Getriebe mit einer ersten und einer zweiten Abtriebswelle sowie einer Kupplung zum Verteilen eines Drehmoments auf die Abtriebswellen, wobei zwischen die Kupplung und die zweite Abtriebswelle ein Versatztrieb geschaltet ist, der ein in einen Ölsumpf des Getriebes eintauchendes Zahnrad umfasst, das zumindest teilweise von einem Abschirmelement umgeben ist, das zumindest bereichsweise an das Profil des Zahnrades angepasst ist.
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Die
US 5 085 100 A beschreibt ein System zur Abdeckung einer Verzahnung in einem Getriebezug mit einer krummlinige Umhüllung eines äußeren Durchmessers einer Anzahl kämmender Zahnräder, wobei diese ein Paar Seitenwände und eine Endwand mit zwei Anschlüssen für das Einbringen bzw. Ausstoßen von Kühlfluid umfasst, wobei die Seitenwände nahe den kämmenden Zahnrädern das Ansaugen und Ablassen von Kühlfluid und Luft aus dem Gehäuse ermöglichen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeeinrichtung der oben genannten Art zu schaffen, die sich im Betrieb durch einen hohen mechanischen Wirkungsgrad auszeichnet und bei welcher auch bei ungünstigen Betriebsbedingungen, wie z.B. dauerhaft niedriger Fahrgeschwindigkeit, oder hohen Längs- und anhaltenden Querbeschleunigungen eines entsprechenden Fahrzeuges, im Bereich von getriebeinternen Lagerstellen sowie Zahnkontaktzonen tribologischen Anforderungen zuverlässig entsprochen wird.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Getriebeeinrichtung mit:
- - einem Getriebegehäuse, das einen Bodenbereich sowie einen ersten und einen zweiten Seitenwandungsbereich aufweist,
- - einem in dem Getriebegehäuse aufgenommenen Zahnradsatz mit einem ersten Zahnrad, das um eine erste Zahnradachse drehbar ist, die im wesentlichen zum Bodenbereich parallel ausgerichtet ist, und
- - einem zweiten Zahnrad, das in das erste Zahnrad eingreift und um eine zweite Zahnradachse drehbar ist, welche wiederum parallel zur ersten Zahnradachse verläuft,
wobei
- - in einem Seitenbereich des ersten Zahnrades eine Ölführungsstruktur vorgesehen ist, die als separat vom Getriebegehäuse gefertigtes Bauteil ausgeführt ist,
- - die Ölführungsstruktur ein erstes radial zur ersten Zahnradachse ausgedehntes Blendensegment umfasst, das sich zumindest teilweise um die erste Getriebeachse herum erstreckt und dabei eine dem ersten Zahnrad zugewandte erste Seitenfläche bildet,
- - das erste Blendensegment von einer Innenkante und einer Außenkante begrenzt ist,
- - der Abstand der Innenkante des ersten Blendensegments von der ersten Achse kleiner ist als der Radius des Fußkreises des ersten Zahnrades,
- - die Kontur der Außenkante des ersten Blendensegments komplementär zur Innenkontur des benachbarten Bodenbereichs ausgebildet ist, und
- - die Ölführungsstruktur in dem Getriebegehäuse derart positioniert ist, dass zwischen dem ersten Zahnrad und der diesem zugewandten ersten Seitenfläche des ersten Blendensegments ein Zwischenraum verbleibt.
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Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, den Seitenbereich eines Zahnrades von dem benachbarten Innenraum eines Getriebegehäuses zumindest teilweise, insbesondere im Sumpfbereich abzuschirmen und damit den Ölaufgriff durch das Zahnrad abzustimmen und auch bei reduziertem Ölstrom eine hinreichende Schmierung im Bereich der Zahnkontaktzonen und der Lagerstellen zu erreichen. Die Ölführungsstruktur kann als Einlege- oder Einsatzbauteil gefertigt werden, das im Rahmen des Zusammenbaus des Getriebes in das Gehäuse eingesetzt wird. Das Einlegeteil kann insbesondere als Kunststoffteil oder auch als Kunststoff-Metall Verbundbauteil gefertigt werden. Das Einlegeteil kann in den Flanschbereich zwischen Gehäusekomponenten eintauchen und darin fixiert sein, es kann als Einsatzteil im Getriebegehäuse sitzen, es kann auch an eine Flanschdichtung angebunden sein, insbesondere integral mit dieser ausgebildet sein.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ölführungsstruktur vorzugsweise derart gestaltet, dass der Abstand der Außenkante des ersten Blendensegments von der ersten Achse größer ist als der Fußkreisradius des ersten Zahnrades. Hierdurch wird es möglich, den zwischen dem Fußkreis des Zahnrades und dem Zahnradwellenbereich liegenden Seitenbereich des Zahnrades vom weiteren Innenbereich des Getriebes abzuschirmen. Die erste Seitenfläche des Blendensegments kann in vorteilhafter Weise hierbei derart gestaltet sein, dass diese eine die Getriebeachse kegelmantelartig umgreifende Wandung beinhaltet. Alternativ hierzu, oder auch in Kombination mit diesem Ansatz ist es auch möglich, die Ölführungsstruktur so zu gestalten, dass die erste Seitenfläche des Blendensegments eine Planfläche beinhaltet.
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Das erste Blendensegment ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass sich dieses ring- oder Tellerrand-artig geschlossen um die erste Zahnradachse herum erstreckt. Es ist jedoch auch möglich, das Blendensegment auf jene Umfangswinkel begrenzt auszubilden. die den Ölsumpfbereich erfassen.
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Die Ölführungsstruktur ist erfindungsgemäß als brillenartiger Einsatz ausgeführt, so dass sich an das erste Blendensegment ein zweites Blendensegment anschließt, das sich ringartig geschlossen um die zweite Zahnradachse herum erstreckt. Das zweite Blendensegment, welches insbesondere das hinsichtlich seines Kopfkreisdurchmessers kleinere Zahnrad umgreift, ist so gestaltet, dass dieses einen sich nahe an den Eingriffsbereich der beiden Zahnräder heran erstreckenden Halbschalenabschnitt trägt, der sich in Richtung der zweiten Zahnradachse von dem zweiten Blendensegment in axialer Richtung erhebt und welcher den Kopfkreis des unmittelbar benachbarten Zahnrades unter Belassung eines Zwischenraumes umsäumt. Die Zahnräder des Zahnradsatzes sind vorzugsweise als Stirnräder mit einer Schrägverzahnung ausgeführt.
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Der Halbschalenabschnitt ist erfindungsgemäß so gestaltet, dass dieser eine Innenwandung eines halbbogenartig um die zweite Zahnradachse gekrümmten Halbbogen-Hohlkörpers bildet. Dieser Halbbogen-Hohlkörper kann als dynamisches Reservoir fungieren, das während eines Hochdrehzahlbetriebs einen Teil des Schmieröls aufnimmt und damit zu einer Sumpfpegelabsenkung beiträgt. Aus diesem Reservoir kann über speziell dimensionierte und ausgerichtete Kanäle und Öffnungen eine Ölableitung gezielt in jene Bereiche erfolgen, die einen erhöhten Schmierstoffbedarf haben.
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Die Ölleitblende kann als eine flache Blende ausgebildet sein. Zur Verbesserung der Abdichtwirkung zwischen Ölleitblende und Aluminiumgehäuse kann als Toleranzausgleich eine gummiartige Dichtlippe vorgesehen werden. Diese gummiartige Dichtlippe kann sowohl als 2K Spritzgusskonstruktion, oder als aufgeschobenes Dichtprofil realisiert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Ölführungsstruktur so gestaltet sein, dass auf einer der ersten Seitenfläche des ersten Blendensegments abgewandten Rückseite des Blendensegments eine sich von dieser Rückseite in Richtung der ersten Zahnradachse axial erhebende Raumfüllstruktur erhebt. Diese Raumfüllstruktur kann als Hohlkörperstruktur, z.B. mit einem Schaum- oder Wabenkern gefertigt sein. Die Raumfüllstruktur kann zudem in vorteilhafter Weise hinsichtlich ihrer axialen Tektur komplementär zur Innenwandung eines benachbarten stationären Gehäuseteils ausgebildet werden und hierbei der Fixierung oder Abstützung der Ölführungsstruktur im Getriebegehäuse dienen oder zumindest dazu beitragen.
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Weiterhin kann in vorteilhafter Weise das erste Blendensegment so gestaltet werden, dass dieses einen Innenkragen bildet, der sich in eine von dem ersten Zahnrad hinwegweisende Richtung zu einer Lagereinrichtung hin erstreckt, welche das erste Zahnrad oder eine dieses tragende Getriebestruktur lagert. Das erste Zahnrad kann hierbei zum Beispiel ein Achsdifferentialgetriebe umgreifen, wobei dieses wiederum vorzugsweise als Stirnraddifferential gefertigt ist.
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Die Ölführungsstruktur ist vorzugsweise in einem Zwischenbereich zwischen dem ersten Zahnrad und dem ersten Seitenwandungsbereich des Getriebegehäuses angeordnet. Dieser erste Seitenwandungsbereich kann einen Seitendeckel eines Elektromotors bilden, dessen Rotor sich auf einer dem zweiten Zahnrad abgewandten Seite des Seitendeckels befindet. Der Seitendeckel kann im Innenbereich mit Gussrippen ausgesteift sein, wobei die Ölführungsstruktur Positionierungsstrukturen bereitstellt, die in jenem Zwischenbereich der Gussrippen des Getriebegehäuses verlaufen. Die an der Ölführungsstruktur ausgebildeten Positionierungsstrukturen sind vorzugsweise komplementär zu diesen Gussrippen ausgebildet und tauchen in den zwischen diesen Gussrippen definierten Zwischenraum ein.
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Das Getriebegehäuse ist vorzugsweise aus einem Metall-Werkstoff, insbesondere einer Aluminiumlegierung gefertigt. Die Ölführungsstruktur ist vorzugsweise als Kunststoff-Spritzgussteil gefertigt. Sie kann jedoch auch als Blechumformteil, als Metall-Kunststoffverbundbauteil oder auch als anderweitiges Metallteil, oder Sandwhich-Bauteil gefertigt werden.
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Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur eignet sich insbesondere für Getriebeeinrichtungen für elektromechanische Antriebssysteme mit einem Elektromotor, einem Reduktionsgetriebe und einem Achsdifferentialgetriebe, wobei die Zentralachsen dieser beiden Teilgetriebe zueinander parallel ausgerichtet sind. Das Antriebssystem wird in einem entsprechenden Kraftfahrzeug derart verbaut, dass die genannten Zentralachsen im wesentlichen Fahrbahn-parallel und wiederum vorzugsweise quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen. Der Elektromotor und das als Umlaufrädergetriebe ausgeführte Reduktionsgetriebe sind zu einer gemeinsamen Hauptachse gleichachsig angeordnet. Der Läufer des Elektromotors ist in einem Gehäuseabschnitt aufgenommen, welcher außerhalb des als Lagerplatte für den Elektromotor fungierenden Getriebegehäuseseitenteiles liegt. Diese Lagerplatte trägt auch den Lagerbereich für das Differential. Die andere Gehäusehälfte des Getriebes umfasst das Getriebe und das Differential sowie einen Ölsumpf unter dem Differenzial. Die Lagerplatte und die sich anschließenden Gehäusekomponente des Getriebes sind vorzugsweise über eine Flanschverbindung miteinander verbunden.
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Die Lagerplatte, also das Seitenteil des Getriebegehäuses, insbesondere die Lagerplatte des Elektromotors, aber auch deren Abschnitt für das Differenzial weisen eine intern stark strukturierte Oberfläche auf. Derartige Strukturierungen fungieren als Kühlrippen, Stützrippen, Verstärkungen oder fertigungsbedingte Hinterschnitte. Die in dieser Strukturierung entstehenden Kavitäten können das Spritzöl auffangen und gegebenenfalls halten. Da die in dem Ölsumpf gespeicherte Ölmenge relativ gering ist (Geringhalten der Planschverluste), kann das dazu führen, dass im System nicht ausreichend Schmieröl zur Verfügung steht. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird erreicht, dass einerseits ausreichend Schmieröl für das Getriebe bereitsteht, ohne dass im Fahrbetrieb übermäßig Schmieröl aus dem Ölsumpf über das Differenzial in dem von der zweiten Gehäusehälfte umhausten Hohlraum durch Spritzen in Toträume verteilt wird. Vielmehr kann durch den Hohlkörper Spritzöl aufgefangen werden und definiert relevanten Schmierstellen zugeführt werden. Mit der erfindungsgemäßen Ölführungsstruktur wird eine getriebeinterne Abdeckplatte geschaffen, welche die stark strukturierte Oberfläche des Getriebegehäuses intern abdeckt.
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Durch das erfindungsgemäße Konzept wird es möglich, intern zusätzliche Sammel- oder Fangstrukturen bereitzustellen, durch welche Spritzöl, insbesondere das ans „Dach“ des Getriebegehäuses geschleuderte Öl, über eine Sammelstruktur in einem über dem Sumpfniveau liegenden Höhenniveau aufgefangen werden kann. Ein hierzu beispielsweise vorgesehenes behälterartiges Gebilde weist am Boden eine Öffnung auf, durch welche das gefangene Öl gezielt auf die Oberfläche des rotierenden Differentials, den Eingriffsbereich von Zahnrädern oder in Richtung des Ölsumpfs zurückgeführt wird. Denkbar sind auch andere Orientierungen. Die Abdeckplatte wird entweder separat zur Flanschverbindung angebracht oder in die Flanschverbindung integriert. Damit das Spritzöl nicht zwischen die Abdeckplatte und die Lagerplatten in die Kavitäten gelangt, kann die Verbindung auch mit einer Dichtung versehen sein.
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Die Ölleitblende trennt die beiden Gehäusehälften des Getriebes vorteilhaft dahingehend, dass zur Sicherstellung von Tribologie/Kühlung der Getriebebauteile unter extremen Fahrbedingungen immer genügend Öl in der Getriebeglocke eingeschlossen wird und das Öl nicht bei hohen Querbeschleunigungen (Kurvenfahrten) in der verrippten Gußstruktur des E-Maschinengehäuses verloren geht und somit dem Ölkreislauf entzogen wird.
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Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur eignet sich insbesondere für Antriebssysteme, wie zum Beispiel E-Achsen mit achsparalleler Anordnung des Differentialgetriebes oder auch koaxialer Anordnung. Sie ermöglicht es, stark strukturierte gehäuseinterne Oberflächen zu verkleiden und damit die Schmierölverteilung zu verbessern. Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur kann hierbei als Einsatzteil realisiert sein, das die Kavitäten eines Getriebegehäuses im Umgebungsbereich eines Zahnrades mit Füllkörperabschnitten ausfüllt.
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Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur kann an der Rückseite der Abdeckplatte mit Füllkörpern versehen sein, die integral mit der Abdeckplatte ausgebildet sind, und die das positive oder zumindest angenähert komplementäre Profil der Kavitäten aufweisen. Im Zusammenbau füllen die Volumina der Füllkörper die Kavitäten, sodass in diesen Zonen kein Platz für Schmieröl verbleibt.
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Figurenliste
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
- 1 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaues eines elektromechanischen Fahrzeugantriebs mit einer erfindungsgemäßen Getriebeeinrichtung mit einer darin vorgesehenen, als Einlegebauteil ausgeführten stationären Ölführungsstruktur;
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Ölführungsstruktur für eine Getriebeeinrichtung einer elektromechanischen Antriebseinrichtung, insbesondere gemäß 1 ;
- 3 eine weitere perspektivische Darstellung der Ölführungsstruktur nach 2 mit Blick auf deren Rückseite, zur Veranschaulichung weiterer vorteilhafter technischer Einzelheiten, insbesondere Einzelheiten zur axialen Positionierung und Verankerung der Ölführungsstruktur.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Die Darstellung nach 1 veranschaulicht in Form einer Schemadarstellung den Aufbau einer elektromechanischen Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Diese umfasst einen Antriebsmotor M, eine Getriebeeinrichtung G mit einem Achsdifferentialgetriebe G1 und einem als Reduktionsgetriebe fungierenden Teilgetriebe G2, Antriebswellen DS1, DS2 sowie Antriebsrädern W1, W2.
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Das Achsdifferentialgetriebe G1 ist hier als axial schmal bauendes Stirnraddifferentialgetriebe ausgeführt. Das Teilgetriebe G2 ist ebenfalls als Umlaufrädergetriebe ausgeführt. Der Leistungstransfer von dem Teilgetriebe G2 zu dem Achsdifferentialgetriebe G1 erfolgt über einen Zahnradsatz mit einem ersten Zahnrad Z1 und einem zweiten Zahnrad Z2. Das erste Zahnrad Z1 ist um eine erste Zahnradachse X1 drehbar gelagert, die auch die Differentialgetriebeachse XD darstellt. Das zweite Zahnrad Z2 ist um eine zweite Zahnradachse X2 drehbar gelagert. Diese zweite Zahnradachse X2 entspricht auch der Getriebeachse XG des ersten Teilgetriebes G2 und fluchtet mit der Achse eines Rotors des Elektro-Motors M. Der Einbau der Antriebseinrichtung in ein Kraftfahrzeug erfolgt hierbei derart, dass die Achsen X1, X2 der Zahnräder Z1, Z2 im wesentlichen parallel zur Fahrbahnebene und quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufen.
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Die Getriebeeinrichtung G umfasst ein Getriebegehäuse GH das einen Bodenbereich GB, sowie einen ersten und einen zweiten Seitenwandungsbereich GS1, GS2 aufweist. Die vorliegende Darstellung ist eine Draufsicht aus einer zur Fahrbahn im wesentlichen senkrechten Blickachse. Der Motor M liegt dabei vorzugsweise auf der der Fahrzeugmitte zugewandten Seite der Antriebswellen DS1, DS2. Das Getriebegehäuse GH beherbergt den zur Koppelung des ersten Teilgetriebes G2 mit dem Achsdifferential G1 vorgesehenen Zahnradsatz mit dem ersten Zahnrad Z1, das um die erste Zahnradachse X1 drehbar ist, und dem zweiten Zahnrad Z2, das in das erste Zahnrad Z1 radial von außen her eingreift und um die zweite Zahnradachse X2 drehbar ist, welche parallel zur ersten Zahnradachse X1 verläuft.
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In einem in dieser Darstellung linken Seitenbereich des ersten Zahnrades Z1 ist eine Ölführungsstruktur LG vorgesehen, die als separat vom Getriebegehäuse GH gefertigtes Bauteil ausgebildet ist. Diese Ölführungsstruktur LG umfasst ein erstes Blendensegment LG1, das sich zumindest teilweise um die erste Zahnradachse X1 herum erstreckt und dabei eine dem ersten Zahnrad Z1 zugewandte erste Seitenfläche S1 bildet.
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Das erste Blendensegment LG1 ist von einer Innenkante 1 und einer Außenkante 2 begrenzt. Der Abstand der Innenkante 1 des ersten Blendensegments LG1 von der ersten Achse X1 ist kleiner als der Radius des Fußkreises des ersten Zahnrades Z1. Der Abstand der Außenkante 2 des ersten Blendensegments LG1 von der ersten Achse X1 ist größer als der Fußkreis des ersten Zahnrades Z1. Die Kontur der Außenkante 2 des ersten Blendensegments LG1 ist komplementär zur Innenkontur des benachbarten Bodenbereichs GB ausgebildet. Die Ölführungsstruktur LG umfasst Befestigungsabschnitte LG3, LG4, zur Positionierung des ersten Blendensegments LG1 derart, dass zwischen der Seitenfläche des ersten Zahnrades Z1 und der diesem zugewandten ersten Seitenfläche des ersten Blendensegments LG1 ein Zwischenraum verbleibt.
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Das erste Zahnrad Z1 umgreift hier das Umlaufgehäuse des Achsdifferentialgetriebes G1, das hier als Stirnraddifferential gefertigt ist. Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur LG befindet sich bei dieser Ausführungsform in einem Zwischenbereich zwischen dem ersten Zahnrad Z1 und dem ersten, dem Motor M benachbarten Seitenwandungsbereich GS1 des Getriebegehäuses GH. Die Ölführungsstruktur LG kann auch in dem dem Seitenwandungsbereich GS1 abgewandten Seitenbereich des ersten Zahnrades Z1 angeordnet sein. Es können auch zwei derartige Ölführungsstrukturen auf beiden Seiten des Stirnraddifferentials angeordnet sein.
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Die Darstellung nach 2 veranschaulicht in Form einer perspektivischen Darstellung den Aufbau einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Ölführungsstruktur LG, wie sie bei einem Antriebssystem nach 1 Anwendung finden kann.
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Diese Ölführungsstruktur LG ist als zunächst separat vom Getriebegehäuse GH gefertigtes Bauteil ausgeführt, das im Rahmen des Zusammenbaus einer entsprechenden Getriebeeinrichtung in deren Gehäuse eingesetzt wird. Diese Ölführungsstruktur LG umfasst, wie oben bereits ausgeführt ein erstes Blendensegment LG1 das sich zumindest teilweise um die erste Zahnradachse X1 herum erstreckt und dabei eine dem ersten, hier nicht weiter dargestellten Zahnrad Z1 zugewandte erste Seitenfläche S1 bildet.
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Das erste Blendensegment LG1 ist von einer Innenkante 1 und einer Außenkante 2 begrenzt. Der Abstand der Innenkante 1 des ersten Blendensegments LG1 von der ersten Achse X1 ist kleiner als der Radius des Fußkreises des ersten Zahnrades Z1. Der Abstand der Außenkante 2 des ersten Blendensegments LG1 von der ersten Achse X1 ist hier größer als der Fußkreis des ersten Zahnrades Z1. Die Kontur der Außenkante 2 des ersten Blendensegments LG1 ist komplementär zur Innenkontur des hier nur angedeuteten benachbarten Bodenbereichs GB des Getriebegehäuses ausgebildet.
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Die Ölführungsstruktur LG umfasst mehrere Befestigungsabschnitte LG3, LG4 zur Positionierung des ersten Blendensegments LG1 derart, dass zwischen dem ersten Zahnrad Z1 und der diesem zugewandten ersten Seitenfläche S1 des ersten Blendensegments LG ein Zwischenraum verbleibt.
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Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die erste Seitenfläche S1 des Blendensegments so gestaltet, dass diese eine radial zur ersten Getriebeachse ausgerichtete Trichterfläche S1a beinhaltet. Das erste Blendensegment LG1 ist weiterhin derart gestaltet, dass sich dieses ring- oder ringscheibenartig geschlossen um die erste Zahnradachse X1 herum erstreckt.
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An das erste Blendensegment LG1 schließt sich hier ein zweites Blendensegment LG2 an, das sich ringartig geschlossen um die zweite Zahnradachse X2 erstreckt und einen hier als Planfläche S2 gestalteten Abschnitt trägt, der sich radial über den Kopfkreis des zweiten Zahnrades Z2 (vgl. 1) erhebt. Das zweite Blendensegment LG2 der Ölführungsstruktur LG trägt einen zylindersegmentartigen Halbschalenabschnitt S3, der sich in Richtung der Verzahnung des zweiten Zahnrades Z2 von dem zweiten Blendsegment LG2 erhebt und welcher den Kopfkreis des zweiten Zahnrades Z2 unter Belassung eines radialen Spalts und damit entsprechendem Zwischenraum umsäumt.
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Der Halbschalenabschnitt S3 bildet eine Innenwandung eines halbbogenartig um die zweite Zahnradachse gekrümmten Halbbogen-Hohlkörpers HB. Der Halbschalenabschnitt S3 ist als Zylindersegment gestaltet. Dieser Halbbogen-Hohlkörper HB befindet sich in Einbaustellung der erfindungsgemäßen Ölführungsstruktur LG zumindest überwiegend oberhalb des Ölsumpfpegels des Getriebes und bildet einen ersten Endabschnitt HB1 und einen zweiten Endabschnitt HB2. Der erste Endabschnitt HB1 bildet ein Fangmaul zum Aufgriff des bei Vorwärtsfahrt eines entsprechenden Fahrzeuges vom zweiten Zahnrad Z2 (vgl. 1) aufgeworfenen Öles. Der zweite Endabschnitt HB2 ist über eine hier verdeckt dargestellte Stirnwand HB2' im wesentlichen geschlossen und begrenzt mit der weiteren Innenwandung des Halbbogen-Hohlkörpers HB einen Sammelraum. Der Auslauf des Öles aus diesem Sammelraum kann über die Drosselbohrung HB3 erfolgen. Diese befindet sich vertikal über dem Zahneingriffsbereich der beiden Zahnräder Z1, Z2, der entsprechend abfließende Ölstrom gelangt damit exakt in diesen Zahneingriffsbereich und benetzt die Kontaktflächen der Zähne mit Schmierstoff. Der Halbbogen-Hohlkörper HB erstreckt sich über einen Umfangsbereich des zweiten Zahnrades Z2 von wenigstens 60°, hier nahezu 200°.
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Das erste Blendensegment LG1 bildet weiterhin einen Innenkragen C1, der sich in eine von dem ersten Zahnrad hinwegweisende Richtung zu einer hier nicht weiter gezeigten Lagereinrichtung hin erstreckt, welche das erste Zahnrad Z1 bzw. das dieses erste Zahnrad Z1 tragende Umlaufgehäuse eines Differentialgetriebes lagert.
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Die in der Darstellung nach 2 gezeigte Ölführungsstruktur LG kann insbesondere in einem Antriebssystem nach 1 in der dort skizzierten Anordnung in einer Getriebeeinrichtung angeordnet werden. Der in der Darstellung nach 2 zum Betrachter weisende untere Randbereich der Ölführungsstruktur schmiegt sich dann eng an die Innenwandung des Getriebegehäusebodens GB an.
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Die Positionierung und Fixierung der Ölführungsstruktur in dem Getriebegehäuse kann über mehrere Kontaktstellen mit dem Getriebegehäuse, sowie stationären Bauteilen des Getriebes erfolgen. So können sich die axial auf der Rückseite des ersten Segments S1 erhebenden Strukturen an der Getriebegehäusewand, sowie daran ausgebildeten Rippen positionieren. Die im Innenbereich des Innenkragens C1 des Blendensegments LG1 angeordneten Befestigungsabschnitte LG3 können einen Lagerinnenring eines Wälzlagers hintergreifen, dessen Lageraußenring das Umlaufgehäuse des Differentialgetriebes G1 lagert. Der hier erkennbare, auf der Rückseite des zweiten Ölführungssegments LG2 ausgebildete Befestigungsabschnitt LG4 kann einen Einsteckzapfen tragen, der in eine Bohrung des Getriebegehäuses einsteckbar ist.
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Das erfindungsgemäße Konzept eignet sich insbesondere für den Einsatz in modernen elektrischen Achsantrieben und ermöglicht es, die Beölung der einzelnen Getriebestufen durch eine Schwerkraftbeölung ohne zusätzliche Pumpe zu bewerkstelligen. Dies hat den Vorteil, dass durch den Verzicht auf eine Ölpumpe Kosten, Bauraum und Gewicht eingespart werden können. Durch die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur wird erreicht, dass selbst bei extremen Fahrmanövern (z.B. schnelle, andauernde Kurvenfahrten) eine zuverlässige Schmierung erreicht wird. Bei herkömmlichen Bauformen stößt bei diesen Betriebsbedingungen die klassische Schwerkraftbeölung durch die Querbeschleunigung an ihre technischen Grenzen. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird vermieden, dass sich das Öl durch die Zentripetalkraft überwiegend in vorhandenen Hohlräumen (z.B. zwischen den Versteifungsrippen des Gussgehäuses) des Getriebes sammelt. Das Öl steht damit weiterhin dem normalen Ölkreislauf zur Verfügung. Dies erlaubt es insbesondere, das Getriebe mit lediglich geringem Schierstoffpegel zu befüllen. Hierdurch ergibt sich eine Reduktion der Ölverwirbelungen und der Panschverluste auch bei Normalfahrt.
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Die Darstellung nach 3 veranschaulicht den Aufbau der erfindungsgemäße Ölführungsstruktur LG im Bereich ihrer den zugeordneten Zahnrädern abgewandten und damit einer Getriebegehäuseseitenwand zugewandten Rückseite S1b. Im Bereich dieser Rückseite S1b sind mehrere Profilierungen SF ausgebildet, welche die Ölführungsstruktur LG aussteifen und zudem in Einbauposition die Positionierung der Ölführungsstruktur LG am Getriebegehäuse unterstützen. In einem rückwärtigen Bereich des zweiten Blendensegments LG2 ist eine weitere Befestigungsstruktur LG4 vorgesehen, die hier einen als Hohlzylinderzapfen gestalteten Schaft LG4a und einen Klemmkopf LG4b umfasst. Der Klemmkopf LG4b kann bei Montage der Ölführungsstruktur LG in eine entsprechend im Getriebeseitendeckel vorgesehene Bohrung eingepresst werden.
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Wie aus dieser Darstellung besonders deutlich ersichtlich, ist der dem Getriebegehäuseboden GB (vgl. 1) benachbarte Randbereich LGR der Ölführungsstruktur LG komplementär zur Innenwandung des Getriebegehäusebodens GB konturiert, so dass zwischen dem Getriebegehäuseboden und der Ölführungsstruktur möglichst keine, oder allenfalls zur hinreichenden Ölnachflussdrosselung ausreichend kleine Spalte verbleiben. Es ist möglich, die Abdichtung durch eine angesetzte, oder angespritzte Elastomerstruktur weiter zu unterstützen.
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An der Ölführungsstruktur können Durchbrechungen LG5 und Ausmuldungen LG6 vorgesehen sein, durch welche Strukturen des Getriebegehäuse oder anderweitige Einbauteile des Getriebegehäuses hindurchtauchen können. An der Ölführungsstruktur LG können auch anderweitige Geometrien realisiert sein, durch welche die Fixierung und Positionierung der Ölführungsstruktur im Getriebegehäuse erreicht oder unterstützt wird. Es ist auch möglich, im Getriebegehäuse mehrere derartige Ölführungsstrukturen anzuordnen, die ggf. miteinander zusammenwirkende, insbesondere zusammensteckbare oder miteinander in Anlage gelangende Verbindungs- oder Positionierungsabschnitte aufweisen. So können zwei erfindungsgemäße Ölführungsstrukturen auch zu einem Kasten zusammengesetzt werden, dessen Innenwandungen die Seitenwandungen von wenigstens einem zwischen den Ölführungsstrukturen eingeschlossenen Zahnrad vom Ölsumpf zumindest teilweise abschotten.
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Durch das erfindungsgemäße Konzept ergibt sich eine Verbesserung der Bauteilbeölung auch bei extremen Fahrmanövern ohne signifikante Öl-Mehrbefüllung des Getriebes. Weiterhin steht das Öl kurzfristig und zielgerichtet in den notwendigen verschleißgefährdeten Bereichen des Getriebes zur Verfügung. Es wird eine Verminderung der Ölverwirbelung zwischen den Gehäuserippen und dem sich im Umlauf befindlichen Öl erreicht. Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur schafft eine glatte Abdeckung der inneren Gussrippen eines Getriebegehäuses, beispielsweise dem Lagerschild einer E-Maschine, und reduziert die Ölverwirbelung. Weiterhin erfolgt eine Reduktion oder Eliminierung des Totvolumens im unteren Bereich des E-Maschinen Lagerschildes durch eine geschlossene Hohlkörperstruktur. Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur kann weiterhin Ölleitlippen bilden, zur Steuerung und Anstauung des durch ein Parksperrenrad einer Differentialstufe nach oben geförderten Öl-Volumenstromes.
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Die Ölführungsstruktur kann zudem eine Auffangschale bilden zum Aufnehmen des nicht in die Ölkanäle des Getriebegehäuses übertragenen Öls. Die Ölführungsstruktur ermöglicht eine gezielte Rückführung des Öls aus der Auffangschale über eine Auslauföffnung in den Kontaktbereich zwischen Außenverzahnung des Differentials und der Planetenstufe zur erneuten Förderung nach oben an die Übergabestellen zu den Ölkanälen im Getriebegehäuse und unterstützt damit eine geschlossene Kreislauffunktion.
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Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur kann mit Dichtlippen versehen sein, die eine zumindest weitgehende Abdichtung des benachbarten Seitenbereichs des Getriebegehäuses bewirken, so dass von dort aus auch bei hohen Querbeschleunigungen kein erhöhter Ölszustrom erfolgt.
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Über die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur können auch anderweitige Ölleitfunktionen im Getriebe realisiert werden. Die Ölführungsstruktur bewirkt eine glatte Abdeckung der Gussrippen und eine Reduzierung oder Eliminierung des Totvolumens. Die Verdrängungsstrukturen können gewichtssparend als Wabenstruktur gefertigt werden. Die Ölführungsstruktur kann mit Ölleitlippen versehen werden, welche eine Stau- und Leitfunktion für den Ölstrom bieten. Die Auffangschale ermöglicht es, ungenutztes Tropföl aufzugreifen und an eine Schmierstelle zu verlagern. Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur ermöglicht einen definierten Auslauf des gesammelten Öls und unterstützt damit eine Kreislauffunktion. Die erfindungsgemäße Ölführungsstruktur eignet sich insbesondere für den Einsatz in achsparallelen Vorderachsgetrieben (APA) und bewirkt eine Verbesserung der Beölung. Im Falle einer markanten inneren Gehäuseverrippung kann zudem die Ölführungsstruktur den Wirkungsgrad optimieren.
