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Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Achse mit der Getriebeanordnung.
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Elektroantriebe unterstützen oder ersetzen verbrennungsmotorischer Antriebe im Automobilbereich und zeichnen sich durch eine niedrigere Komplexität im Vergleich zu den verbrennungsmotorischen Antrieben aus. Obwohl bei den Elektromotoren deutlich weniger Abwärme als wie bei den Verbrennungsmotoren erzeugt wird, verbleibt jedoch die Aufgabe, die jeweiligen Antriebe bzw. Getriebe zu schmieren und zudem mit dem Getriebeöl zu kühlen.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 007 255 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine elektrische Achse, wobei die elektrische Achse einen Motorraum und einen Getrieberaum aufweist. In dem Getrieberaum sind eine Vielzahl von Getriebekomponenten angeordnet, welche über ein Getriebeöl geschmiert und gekühlt werden, wobei in dem Getrieberaum ein Nasssumpf für das Getriebeöl gebildet ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welche eine verbesserte Getriebeschmierung aufweist. Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine elektrische Achse mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Getriebeanordnung, welche für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Das Fahrzeug kann als ein Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Vorzugsweise bildet die Getriebeanordnung einen Teil des Antriebsstrangs des Fahrzeugs. Die Getriebeanordnung dient insbesondere zur Umsetzung, im Speziellen Übersetzung oder Untersetzung, eines Antriebsmoments von einem Motor, insbesondere von einem Elektromotor, und/oder der Verteilung des Antriebsmoments auf zwei Ausgänge.
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Die Getriebeanordnung weist einen Getrieberaum auf. Vorzugsweise weist die Getriebeanordnung ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse den Getrieberaum als einen Innenraum bildet. Das Gehäuse kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.
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Ferner weist die Getriebeanordnung einen Getriebeabschnitt auf, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Getriebeabschnitt die triebliche Funktionen der Getriebeanordnung umsetzt. Der Getriebeabschnitt ist in dem Getrieberaum angeordnet. Insbesondere wird über den Getriebeabschnitt das Antriebsmoment geführt. Der Getriebeabschnitt weist mehrere Komponenten auf, wobei die Komponenten im Betrieb sich zueinander und relativ zu dem Gehäuse bewegen.
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In dem Getrieberaum ist Getriebeöl angeordnet und/oder anordbar, wobei das Getriebeöl - insbesondere bei einem Stillstand der Getriebeanordnung - in einem Bodenbereich des Getrieberaums angeordnet ist und einen Ölsumpf bildet. Insbesondere ist der Ölsumpf als ein Nasssumpf ausgebildet. Der Getriebeabschnitt ist teilweise, insbesondere abschnittsweise in dem Ölsumpf angeordnet. Optional bildet das Getriebeöl und/oder der Ölsumpf einen Teil der Getriebeanordnung. Es ist vorgesehen, dass der Getriebeabschnitt im Betrieb das Getriebeöl aus dem Ölsumpf transportiert und als transportiertes Getriebeöl zur Versorgung des Getriebeabschnitts in dem Getrieberaum verteilt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Komponenten des Getriebeabschnitts das Getriebeöl aus dem Ölsumpf schöpfen oder fördern. Es ist vorgesehen, dass ein Teil des transportierten Getriebeöls unmittelbar zu dem Getriebeabschnitt geführt ist.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung mindestens ein Einsatzbauteil aufweist. Das Einsatzbauteil weist einen Ölsammelraum auf, welcher einen weiteren Teil des transportierten Getriebeöls sammelt. Dieser Teil des Getriebeöls, welcher zunächst durch den Getriebeabschnitt aus dem Ölsumpf transportiert wurde, wird nachfolgend als gesammeltes Getriebeöl bezeichnet. Die Getriebeanordnung weist ferner eine Ölleitungsanordnung auf, welche mit dem Ölsammelraum strömungstechnisch verbunden ist. Es ist vorgesehen, dass die Ölleitungsanordnung das gesammelte Getriebeöl zu dem Getriebeabschnitt leitet.
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Funktional betrachtet ist es bevorzugt, dass der Ölsammelraum eine Zwischenspeicherung des gesammelten Getriebeöls bildet, um dieses verzögert an den Getriebeabschnitt abzugeben. In einem Ölkreislauf, welcher ausgehend von dem Ölsumpf über den Getriebeabschnitt, über den Ölsammelraum wieder zu dem Getriebeabschnitt führt, bildet der Ölsammelraum ein Verzögerungsglied, welches eine konstante Versorgung des Getriebeabschnitts mit Getriebeöl sicherstellt.
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Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass in einem Normalbetrieb der Getriebeanordnung der Getriebeabschnitt ausreichend mit Getriebeöl versorgt ist. Bei einer Getriebeölversorgung des Getriebeabschnitts über das Transportieren des Getriebeöls mittels Komponenten des Getriebeabschnitts erfolgt ohne weitere Nebenbedingungen eine sehr zuverlässige Schmierung.
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Allerdings wird die Getriebeanordnung in einem Fahrzeug eingebaut, so dass die Getriebeanordnung auch bei dynamischen Nebenbedingungen, wie zum Beispiel Kurvenfahrten, betriebssicher geschmiert werden muss. Beispielsweise kann es durch das stetige Transportieren des Getriebeöls in eine Umlaufrichtung im Betrieb zu der Ausbildung einer quasistationären Getriebeölwalze kommen, wobei auch andere quasistationäre Zustände möglich sind. Insbesondere für den Fall, dass die Getriebeanordnung als elektrische Achse quer zu einer Hauptachse der Getriebeanordnung in das Fahrzeug eingebaut wird, können dynamische Nebenbedingungen zu Einschränkungen bei der Getriebeölversorgung führen. Erfolgt im Betrieb eine Querbeschleunigung aufgrund von einer Kurvenfahrt kann es zu einer Verlagerung der quasistationären Getriebeölverteilung auf eine axiale Seite der Getriebeanordnung kommen, so dass auf der anderen axialen Seite eine zumindest kurzfristige Verringerung der Getriebeölversorgung erfolgt.
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In diesem Betriebszustand der Getriebeanordnung ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorteil, dass das Getriebeöl verzögert aus dem mindestens einen Ölsammelraum abgegeben wird, so dass eine ausreichende Getriebeölversorgung auch bei Kurvenfahrten gewährleistet ist. Anders ausgedrückt wird erreicht, dass der mindestens eine Ölsammelraum das Getriebeöl in weitgehend geschlossenen Kammern speichert, um bei Kurvenfahrten und einem Abreißen von dem Zustrom in den Ölsammelraum der Getriebeabschnitt für einen kurzen Zeitraum weiter beölt werden kann.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass durch den Einsatz des mindestens einen Ölsammelraums bei konstantem Ölvolumen der Ölsumpf abgesenkt ist, so dass Planschverluste in der Getriebeanordnung reduziert sind.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Einsatzbauteil eine in Umlaufrichtung, insbesondere um die Hauptachse verlaufende Rampe zur Förderung von dem transportierten Getriebeöl zu dem Ölsammelraum auf. Die Rampe ist ausgebildet und/oder angeordnet, so dass Getriebeöl, welches die Hauptachse des Getriebeabschnitts umläuft, geführt wird. Die Rampe ist insbesondere in Umlaufrichtung in axialer Richtung ansteigend und/oder in radialer Richtung kleiner werdend ausgebildet. Auf diese Weise wird das transportierte Getriebeöl im Betrieb der Getriebeanordnung von der Rampe zu dem Ölsammelraum funktionssicher geführt.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist das Einsatzbauteil eine in Umlaufgegenrichtung insbesondere um die Hauptachse verlaufende Gegenrampe zur Förderung von dem transportierten Getriebeöl zu dem Ölsammelraum auf. Die Gegenrampe ist insbesondere in Umlaufgegenrichtung in axialer Richtung ansteigend und/oder in radialer Richtung kleiner werdend ausgebildet. Während die Rampe das transportierte Getriebeöl bei einer Hauptdrehung des Getriebeabschnitts in Umlaufrichtung zu dem Ölsammelraum führt, führt die Gegenrampe das transportierte Getriebeöl bei einer Hauptdrehung des Getriebeabschnitts in Umlaufgegenrichtung zu dem Ölsammelraum. Beispielsweise erfolgt die Hauptdrehung des Getriebeabschnitts in Umlaufrichtung bei einem Vorwärtsgang und die Hauptdrehung des Getriebeabschnitts in Umlaufgegenrichtung bei einem Rückwärtsgang. Durch die Verwendung von Rampe und Gegenrampe wird somit sowohl im Vorwärtsgang als auch im Rückwärtsgang stets die Getriebeölversorgung für den Getriebeabschnitt über das Einsatzbauteil sichergestellt.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Rampe und/oder die Gegenrampe über einen Winkelbereich von mindestens 30°. Auf diese Weise wird erreicht, dass ausreichend transportiertes Getriebeöl von der Rampe bzw. Gegenrampe zu dem Ölsammelraum geführt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Getriebeabschnitt mindestens einen Planetenträger mit Planeten auf. Die Planeten sind auf dem Planetenträger über Lagereinrichtungen, insbesondere Wälzkörperlagereinrichtungen oder Gleitlagereinrichtungen, drehbar gelagert. Ferner weist die Getriebeanordnung eine Ölführungseinrichtung auf, wobei die Ölführungseinrichtung mit dem Planetenträger drehfest verbunden ist. Das gesammelte Getriebeöl wird von der Ölleitungsanordnung über die Ölführungseinrichtung zu den Lagereinrichtungen der Planeten geleitet.
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Bevorzugt weist der Planetenträger Bolzen auf, auf denen die Lagereinrichtungen angeordnet sind. Die Bolzen weisen in Bezug auf die Bolzen axial verlaufende Ölkanäle, insbesondere Ölbohrungen, auf, wobei die Lagereinrichtungen über die Ölkanäle mit dem gesammelten Getriebeöl versorgt wird. Beispielsweise gehen von den Ölkanälen Radialkanäle zu den Lagereinrichtungen. Es ist vorgesehen, dass die Getriebeölversorgung für die Lagereinrichtungen bevorzugt über die Ölkanäle erfolgt. Insbesondere wird das gesammelte Getriebeöl von der Ölführungseinrichtung über die Ölkanäle zu den Lagereinrichtungen der Planeten geleitet.
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Bei einer ersten möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Ölführungseinrichtung als ein Funktionsbauteil ausgebildet. Insbesondere kann das Funktionsbauteil als ein Blechbauteil und/oder Metallbauteil realisiert sein. Beispielsweise kann ein Abschnitt des Funktionsbauteils als ein Parkrad in dem Getriebeabschnitt ausgebildet sein. Besonders bevorzugt weist das Funktionsbauteil diskrete Ölfangstrukturen, also Ölfangstrukturen, welche in Umlaufrichtung um die Hauptachse voneinander beabstandet sind, auf welche die Funktion umsetzen, das gesammelte Getriebeöl zu übernehmen und in Richtung der Lagereinrichtungen, insbesondere in die Ölkanäle, zu leiten. Beispielsweise sind die Ölfangstrukturen als mehrere in Umlaufrichtung verteilte Durchgangsöffnungen ausgebildet. Bei dieser ersten möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird das gesammelte Getriebeöl über die Ölleitungsanordnung, welche stationär angeordnet ist, transportiert und an die Ölführungseinrichtung übergeben. Die Ölführungseinrichtung führt das gesammelte Getriebeöl weiter, insbesondere über die Ölkanäle, zu den Lagereinrichtungen.
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Bei einer zweiten möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Ölführungseinrichtung als eine Ölfangschale mit einer umlaufenden Ölfangstruktur zum Übernehmen und Weiterleiten des gesammelten Getriebeöls ausgebildet. Insbesondere kann die Ölfangschale als ein Kunststoffbauteil realisiert sein. Bei dieser zweiten möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird das gesammelte Getriebeöl über die Ölleitungsanordnung, welche stationär angeordnet ist, transportiert und an die Ölführungseinrichtung übergeben. Die Ölführungseinrichtung führt das gesammelte Getriebeöl weiter, insbesondere über die Ölkanäle, zu den Lagereinrichtungen.
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Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist der Getriebeabschnitt mindestens eine Abtriebswelle auf, wobei die Abtriebswelle über eine weitere Lagereinrichtung gelagert ist. Es ist vorgesehen, dass die Ölleitungsanordnung das gesammelte Getriebeöl zu der Lagereinrichtung führt.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ölleitungsanordnung einen Gehäuseleitungsabschnitt aufweist, wobei dieser in einem Gehäuse der Getriebeanordnung eingebracht ist. Der Gehäuseleitungsabschnitt ist insbesondere als eine Aussparung in dem Gehäuse oder einem zu der gehäusegehörigen Gehäusebauteil, wie zum Beispiel einem Lagerschild, ausgebildet.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine elektrische Achse für ein Fahrzeug, wobei die elektrische Achse eine Getriebeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bzw. wie diese zuvor beschrieben wurde aufweist.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
- 1 ein schematischer Längsschnitt von einer elektrischen Achse entlang einer Hauptachse als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische, dreidimensionale Darstellung von dem ersten Einsatzbauteil in der elektrischen Achse aus der 1;
- 3 eine schematische, dreidimensionale Darstellung von dem ersten Einsatzbauteil in der elektrischen Achse aus der 1 von der der Rückseite;
- 4 eine schematische, dreidimensionale Darstellung von dem zweiten Einsatzbauteil in der elektrischen Achse aus der 1;
- 5 eine schematische, dreidimensionale Darstellung von dem zweiten Einsatzbauteil in der elektrischen Achse aus der 1 von der der Rückseite.
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Die 1 zeigt in einem schematischen Längsschnitt eine elektrische Achse 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die elektrische Achse 1 weist einen Elektromotor 2 auf, welcher nur noch randseitig in der 1 dargestellt ist. Der Elektromotor 2 erzeugt ein Antriebsmoment, welches eine Getriebeanordnung 3 umgesetzt wird und welche zwei Abtriebswellen 4 a, b aufweist, welche das umgesetzte Antriebsmoment an angetriebene Räder des Fahrzeugs weiterleiten.
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Die elektrische Achse 1 und/oder die Getriebeanordnung 3 weisen eine Hauptachse H auf, welche koaxial zu dem Elektromotor 2, der Getriebeanordnung 3 und/oder den Abtriebswellen 4 a, b ausgerichtet ist. In Bezug auf das nicht dargestellte Fahrzeug erstreckt sich die Hauptachse H und somit die elektrische Achse 1 und/oder die Getriebeanordnung 3 in einer Querrichtung, welche senkrecht zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist. Beispielsweise ist die elektrische Achse 1 und/oder die Getriebeanordnung 3 zwischen angetriebenen Rädern des Fahrzeugs angeordnet.
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Die Getriebeanordnung 3 umfasst ein Gehäuse 5, welches ein Motorraum 6 und ein Getrieberaum 7 bildet. In dem Motorraum 6 ist der Elektromotor 2 angeordnet, vorzugsweise ist der Motorraum 6 getriebeölfrei ausgebildet. In dem Getrieberaum 7 ist dagegen eine Ölatmosphäre, wobei Getriebeöl in einem nur schematisch dargestellten Ölsumpf 8 vorgesehen ist. Ein Sumpflevel von dem Ölsumpf 8 im Stillstand der Getriebeanordnung 3 ist durch eine Linie 9 dargestellt.
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In dem Getrieberaum 7 ist ein Getriebeabschnitt 10 dargestellt, welcher abschnittsweise unterhalb von dem Sumpflevel gemäß Linie 9 von dem Ölsumpf 8 angeordnet ist. Im Stillstand taucht der Getriebeabschnitt 10 somit abschnittsweise in den Ölsumpf 8 ein. Bei einer Rotation des Getriebeabschnitts 10 um die Hauptachse H im Betrieb der elektrischen Achse 1 und/oder der Getriebeanordnung 3, wird von Komponenten des Getriebeabschnitts 10 Getriebeöl aus dem Ölsumpf 8 mitgenommen und als transportiertes Getriebeöl im Getrieberaum 7 verteilt. Es handelt sich somit um eine passive Getriebeölversorgung, da keine zusätzliche Ölpumpe vorgesehen ist, sondern die Verteilung des Getriebeöls durch die Rotation von dem Getriebeabschnitt 10 erfolgt. Ein Teil des transportierten Getriebeöls wird unmittelbar auf den Komponenten des Getriebeabschnitts 10 verteilt.
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Ein anderer Teil des transportierten Getriebeöls wird dagegen in einem ersten und in einem zweiten Ölsammelraum 11 a, b gesammelt und über eine erste und eine zweite Ölleitungsanordnung 12 a, b zu dem Getriebeabschnitt 10 geleitet. Strömungstechnisch betrachtet bilden die Ölsammelräume 11 a, b gemeinsam mit der jeweils daran angeschlossenen Ölleitungsanordnung 12 a, b ein Verzögerungsglied, welche einen Teil des transportierten Getriebeöls zunächst sammeln, zwischenspeichert und verzögert an den Getriebeabschnitt 10 weitergibt.
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Die Ölsammelräume 11 a, b werden durch ein erstes und ein zweites Einsatzbauteil 13 a, b gebildet, welche als Kunststoffteile ausgebildet sind. Die Einsatzbauteile 13 a, b sind in der Getriebeanordnung 3, insbesondere in dem Gehäuse 5, stationär in dem Getrieberaum 7 und zwar jeweils axial randseitig und/oder endseitig angeordnet.
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Die 2 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung das erste Einsatzbauteil 13 a, welches eine Teilringform aufweist. Das erste Einsatzbauteil 13 a weist auf der dem Getriebeabschnitt 10 zugewandten axialen Seite eine erste Rampe 14 a und eine erste Gegenrampe 15 a auf. Die erste Rampe 14 a verläuft in Umlaufrichtung U des Getriebeabschnitts 10, wobei sich bei diesem Ausführungsbeispiel der Getriebeabschnitt 10 in Umlaufrichtung U bewegt, wenn die elektrische Achse 1 einen Vorwärtsgang umsetzt. Die erste Rampe 14 a verläuft über einen Winkelbereich von ca. 30° und mündet in einem ersten Vorraum 16 a. Im Betrieb wird das transportierte Getriebeöl die erste Rampe 14 a durch den rotierenden Getriebeabschnitt 10 in Umlaufrichtung hinaufgeschoben, so dass dieses in den ersten Vorraum 16 a gelangt. Der Getriebeabschnitt 10 bewegt sich in Umlaufgegenrichtung, wenn die elektrische Achse 1 einen Rückwärtsgang umsetzt. Die erste Gegenrampe 15 a verläuft über einen Winkelbereich von ca. 30° und mündet in dem ersten Vorraum 16 a.
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Die erste Rampe 14 a und die erste Gegenrampe 15 a weisen in axialer Richtung zu dem Getriebeabschnitt 10 und sind zudem radial nach innen geneigt. Führungsflächen der ersten Rampe 14 a und der ersten Gegenrampe 15 a bilden Abschnitte einer Trichterform, welche in Richtung zu dem Getriebeabschnitt 10 geöffnet ist.
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Wie sich insbesondere aus der 3 ergibt, welche das erste Einsatzbauteil 13 a von der anderen axialen Seite zeigt, ist in dem Vorraum 16 a eine Trennplatte 17 vorgesehen, welche den ersten Vorraum 16 a in Umlaufrichtung U teilt, so dass der ersten Rampe 14 a ein Teil und der ersten Gegenrampe 15 a ein anderer Teil des ersten Vorraums 16 a zugeordnet ist. Beide Teile des ersten Vorraum 16 a führen jedoch in den ersten Ölsammelraum 11 a, welcher als ein Ringspaltabschnitt in Umlaufrichtung U ausgebildet ist. Der erste Ölsammelraum 11 a weist zwei erste Ölsammelausgänge 18 a, b auf, welche das gesammelte Getriebeöl radial nach innen ausgeben. Alternativ hierzu ist der Ölsammelraum 11 a und/oder der Vorraum 16a in zwei Teilabschnitte unterteilt, wobei jeder Teilabschnitt den zuvor beschriebenen Eingängen und Ausgängen zugeordnet ist und wobei die Teilabschnitte strömungstechnisch getrennt und/oder isoliert sind.
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Wie sich wieder aus der 1 ergibt, schließt sich strömungstechnisch an die ersten Ölsammelausgänge 18 a, b ein erster Gehäuseleitungsabschnitt 19 a an. Der Gehäuseleitungsabschnitt 19 a verläuft durch einen Teil des Gehäuses 5, insbesondere durch ein A-Schild 20 des Gehäuses 5. Der Gehäuseleitungsabschnitt 19 a ist in axialer Richtung, also dem Getriebeabschnitt 10 zugewandt, geöffnet. Der Leitungsverlauf von dem ersten Ölsammelraum 11a über den ersten Ölsammelausgang 18 a und den ersten Gehäuseleitungsabschnitt 19 a wird zusammenfassend als die erste Ölleitungsanordnung 12 a bezeichnet. Die erste Ölleitungsanordnung 21 a schließt sich somit strömungstechnisch an den ersten Ölsammelraum 11 a an, ist stationär in der Getriebeanordnung. 3 angeordnet und transportiert das gesammelte Getriebeöl über ausschließlich geschlossene Leitungsabschnitte zu dem Getriebeabschnitt 10.
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Auf der anderen axialen Seite des Getrieberaums 7 ist ein zweites Einsatzbauteil 13 b angeordnet. Die 4 zeigt das zweite Einsatzbauteil 13 b in einer 3-dimensionalen Darstellung von der axialen Innenseite. Das zweite Einsatzbauteil 13 b weist zwei zweite Rampen 14 b und zwei zweite Gegenrampen 15 b auf. Insbesondere sind die zwei zweiten Rampen 14 b radial nebeneinanderliegend angeordnet und die zwei zweiten Gegenrampen 15 b radial nebeneinanderliegend angeordnet. Die zweiten Rampen 14 b und die zweiten Gegenrampen 15 b sind axial nach innen ausgerichtet und weisen ebenfalls eine Trichterform wie die erste Rampe 14 a bzw. die erste Gegenrampe 14 b auf. Die zweiten Rampen 14 b und die zweiten Gegenrampen 15 b führen in zwei zweite Vorräume 16 b. Die zwei zweiten Vorräume 16 b sind strömungstechnisch mit zwei zweiten Ölsammelräumen 11 b verbunden. Alternativ hierzu kann auch ein gemeinsamer zweiter Ölsammelraum 11 b verwendet werden.
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Der innere Aufbau des zweiten Einsatzbauteils 13 b ist in der 5 zu erkennen, welche das zweite Einsatzbauteil 13 b von der axialen Rückseite zeigt. Die Pfeile zeigen den Weg des transportierten Getriebeöls:
- Radial außen läuft das transportierte Getriebeöl über eine der zwei zweiten Rampen 14 b in den zweiten Vorraum 16 b und läuft nachfolgend radial nach innen in den zweiten Ölsammelraum 11 b. Das gesammelte Getriebeöl verlässt den zweiten Ölsammelraum 11 b wahlweise durch einen axial ausgerichteten oder einen radial ausgerichteten Ausgang.
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Ein zweiter Getriebeölweg für das transportierte Getriebeöl läuft über eine der zwei Gegenrampen 15 b in den zweiten Vorraum 16 b und von dort aus in den zweiten Ölsammelraum 11 b. Das gesammelte Getriebeöl verlässt den zweiten Ölsammelraum 11 b wahlweise durch ein axial ausgerichteten oder ein radial ausgerichteten Ausgang.
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Ein dritter Getriebeölweg für das transportierte Getriebeöl läuft über die andere der zwei zweiten Rampen 14 b in den zweiten Vorraum 16 b und läuft nachfolgend radial nach innen in den zweiten Ölsammelraum 11 b. Das gesammelte Getriebeöl verlässt den zweiten Ölsammelraum 11 b durch einen axial ausgerichteten Ausgang.
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Ein vierter Getriebeölweg für das transportierte Getriebeöl läuft über die andere der zwei zweiten Gegenrampen 15 b in der zweiten Vorraum 16 b und von dort aus in den zweiten Ölsammelraum 11 b. Das gesammelte Getriebeöl verlässt den zweiten Ölsammelraum 11 b durch einen axial ausgerichteten Ausgang.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Getriebeölwege in einem gemeinsamen zweiten Ölsammelraum 11 b zusammengeführt werden. Alternativ hierzu ist der Ölsammelraum 11 b und/oder der Vorraum 16b in vier Teilabschnitte unterteilt, wobei jeder Teilabschnitt den zuvor beschriebenen Eingängen und Ausgängen zugeordnet ist und wobei die Teilabschnitte strömungstechnisch getrennt und/oder isoliert sind.
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Zurückkehrend zu der 1 erfolgt eine genauere Beschreibung von dem Getriebeabschnitt 10. Der Elektromotor 2 ist über eine Rotorwelle 22 mit einem Eingangssonnenrad 23 drehfest verbunden. Der Getriebeabschnitt 10 weist einen ersten Planetenträger 24 auf, welcher erste Planeten 25 trägt,, wobei die ersten Planeten mit dem Eingangssonnenrad 23 kämmen. Die ersten Planeten 25 sind auf Bolzen 26 über Lagereinrichtungen 27 drehbar gelagert. Die Bolzen 26 weisen Ölkanäle 28 auf, welche sich in axialer Richtung in den Bolzen 26 erstrecken. Die Ölkanäle 28 sind zu der Seite des ersten Einsatzbauteil 13 a geöffnet. Insbesondere sind die Bolzen 26 als Hohlbolzen ausgebildet. An die Ölkanäle 28 schließen sich strömungstechnisch Radialkanäle 29 an, welche zu den Lagereinrichtungen 27 geöffnet sind.
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Auf dem ersten Planetenträger 24 ist ein Funktionsbauteil 30 drehfest angeordnet. Das Funktionsbauteil 30 ist als ein Blechbauteil oder Massivbauteil ausgebildet und weist beispielsweise einen Parkradabschnitt 31 auf. In dem Funktionsbauteil 30 sind erste Ölfangstrukturen 32 angeordnet wobei die Ölfangstrukturen 32 als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, welche deckungsgleich mit den Öffnungen der Ölkanäle 28 in den Bolzen 26 angeordnet sind. Das Funktionsbauteil 30 bildet damit eine Ölführungseinrichtung.
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Das Funktionsbauteil 30 ist über ein Axiallager 33 und über ein Radiallager 34 drehbar an dem Gehäuse 5, insbesondere an dem A-Schild 20 gelagert, wobei der Ausgang des ersten Gehäuseleitungsabschnitts 19 a zwischen dem Axiallager 33 und dem Radiallager 34 angeordnet ist. Diese Position führt dazu, dass der erste Gehäuseleitungsabschnitt 19 a durch das Gehäuse 5 bzw. durch das A-Schild 20 geführt ist. Ferner ergibt sich zwischen dem Gehäuse 5 bzw. dem A-Schild 20 in dem Bereich zwischen den zwei Lagern 33, 34 ein Ringspalt 35, aus dem das gesammelte Getriebeöl nur über die Lager 33, 34 entweichen kann, welche einen großen strömungstechnischen Widerstand darstellen. Der Ausgang von dem ersten Gehäuseleitungsabschnitt 19 a befindet sich jedoch in dem gleichen Teilkreisdurchmesser um die Hauptachse H wie die ersten Ölfangstrukturen 32, so dass das gesammelte Getriebeöl, welches über den ersten Gehäuseleitungsabschnitt 19 a als Teil der Ölleitungsanordnung 12 a geführt ist, zunächst in den Ringspalt 35 und nachfolgend über das Funktionsbauteil 30 in die Ölkanäle 28 und somit zu den Lagereinrichtungen 27 geführt wird.
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Funktional betrachtet hat die geschilderte Anordnung mit dem ersten Einsatzbauteil 13 a den Vorteil, dass selbst bei einer Kurvenfahrt, d.h. bei einer Querbeschleunigung der elektrischen Achse 1 bzw. der Getriebeanordnung 3, wobei das Getriebeöl in dem Getrieberaum 7 auf die Seite des zweiten Einsatzbauteils 13 b gedrängt wird, eine sichere Getriebeölversorgung für die Lagereinrichtungen 27 des Getriebeabschnitts 10 sichergestellt ist. Dies liegt daran, da in dem ersten Ölsammelraum 11 a ausreichend gesammeltes Getriebeöl bevorratet wird, so dass selbst in einem Betriebszustand, wenn kein neues transportiertes Getriebeöl über die erste Rampe 14 a oder die Gegenrampe 15 a gefördert wird, ausreichend gesammeltes Getriebeöl bereitgestellt werden kann. Die strömungstechnische Verbindung zwischen dem ersten Ölsammelraum 11 a und den Lagereinrichtungen 27 ist geschlossen oder quasi geschlossen ausgebildet. Es kann sich sogar der Effekt ergeben, dass durch die Wahl der Querschnittöffnungen in der strömungstechnischen Verbindung eine Sogwirkung durch das Ausströmen des Getriebeöls aus den Lagereinrichtungen 27 erzeugt wird, so dass das gesammelte Getriebeöl aktiv nachgezogen wird.
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Der Getriebeabschnitt 10 weist einen zweiten Planetenträger 36 auf, auf dem eine Mehrzahl zweiter Planeten 37 gelagert sind. Der zweite Planetenträger 36 wird durch ein zweites Eingangssonnenrad 38 angetrieben, wobei das zweite Eingangssonnenrad 38 mit dem ersten Planetenträger 24 in Wirkverbindung steht und insbesondere mit diesem drehfest verbunden ist. Das zweite Eingangssonnenrad 38 kämmt mit den zweiten Planeten 37, wobei die zweiten Planeten 37 über zweite Lagereinrichtungen 40 drehbar auf zweiten Bolzen 41 gelagert ist. Die zweiten Bolzen 41 sind drehfest von dem zweiten Planetenträger 36 aufgenommen. Auf dem zweiten Planetenträger 36 sind ferner zwei Sätze Ausgangsplaneten 42 a, b drehbar gelagert. Auf den Abtriebswellen 4 a, b sind Abtriebssonnen 43 a, b drehfest aufgesetzt, wobei eine der Abtriebssonnen 43 a mit den Ausgangsplaneten 42 a kämmt und die andere der Abtriebssonnen 43 b mit den Ausgangsplaneten 42 b kämmt. Ferner kämmen die Ausgangsplaneten 42 a, b paarweise miteinander. Auf diese Weise ist ein Differenzialbereich 44 in dem Getriebeabschnitt 10 gebildet. Der Planetentrieb mit dem ersten Planetenträger 24 bildet einen ersten Übersetzungsbereich 45, der Planetentrieb mit dem zweiten Planetenträger 36 bildet einen zweiten Übersetzungsbereich 46.
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Die axial außen liegende Abtriebswelle 4 b ist über eine dritte Lagereinrichtung 39 gegenüber dem Gehäuse 5, insbesondere einem Lagerschildabschnitt 47 gelagert.
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Die zweiten Bolzen 41 weisen zweite Ölkanäle 48 auf, welche sich koaxial in den Bolzen 41 erstrecken. Insbesondere können diese als Hohlbolzen ausgebildet sein. Ferner weisen die zweiten Bolzen 41 zweite Radialkanäle 49 auf, welche strömungstechnisch mit den zweiten Ölkanälen 48 verbunden sind und welche zu den zweiten Lagereinrichtungen 40 führen, um diese mit Getriebeöl zu versorgen.
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Auf dem zweiten Planetenträger 36 ist eine Ölfangschale 50 mit drehend aufgesetzt, wobei die Ölfangschale 50 eine Ölführungseinrichtung bildet. Die Ölfangschale 50 weist eine umlaufende Fangrinne 51 zum Einfangen von Getriebeöl auf, wobei die Fangrinne radial nach innen geöffnet ist, sowie eine Mehrzahl von Axialabschnitten 52 auf, wobei die Axialabschnitte 52 rohrförmigen ausgebildet sind und strömungstechnisch mit der Fangrinne 51 verbunden sind, so dass das eingefangene Getriebeöl durch die Axialabschnitte 52 transportiert wird. Die Axialabschnitte 52 sind in den zweiten Ölkanälen 48 angeordnet, so dass das eingefangene Getriebeöl über die zweiten Ölkanäle 48, die zweiten Radialkanäle 49 zu den zweiten Lagereinrichtungen 40 geführt wird.
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Das zweite Einsatzbauteil 13 b ist in dem Getrieberaum 7 in einem axialen Endabschnitt angeordnet, wobei die axialen Ausgänge von dem zweiten Einsatzbauteil 13 b so gerichtet sind, dass das austretende, gesammelte Getriebeöl in Richtung der Ölfangschale 50 geführt ist. Insbesondere sind das zweite Einsatzbauteil 11 b und die Ölfangschale 50 unmittelbar benachbart angeordnet, wobei nur ein geringer Spalt verbleibt, um eine Rotation der Ölfangschale 50 gegenüber dem zweiten Einsatzbauteil 13 b zu erlauben. Das gesammelte Getriebeöl wird somit über die axialen Ausgänge des zweiten Einsatzbauteils 11 b ausgegeben und von der Ölfangschale 50 aufgenommen und zu den zweiten Lagereinrichtungen 27 transportiert, wobei dieser Weg die zweite Ölleitungsanordnung 12b bildet.
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Auch in dieser Einbausituation wird über das zweite Einsatzbauteil 11 b sichergestellt, dass selbst in einem Betriebszustand, wie zum Beispiel bei einer Kurvenfahrt mit hoher Querbeschleunigung, über die verzögerte Ausgabe des gesammelten Getriebeöls eine unterbrechungsfreie Schmierung der zweiten Lagereinrichtung 40 sichergestellt ist.
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Die radialen Ausgänge des zweiten Einsatzbauteil 11 b sind strömungstechnisch mit einem zweiten Gehäuseleitungsabschnitt 19 b verbunden, wobei der zweite Gehäuseleitungsabschnitt 19 b zu den dritten Lagereinrichtungen 47 geführt wird, wobei dieser Weg die zweite Ölleitungsanordnung 12b bildet. Wie bei den ersten und zweiten Lagereinrichtungen 27, 40 wird auch bei der dritten Lagereinrichtung 47 durch die verzögerte Ausgabe des gesammelten Getriebeöls durch das zweite Einsatzbauteil 13 b eine unterbrechungsfreie Getriebeölversorgung sichergestellt.
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Mit Blick auf das zweite Einsatzbauteil 13 b sei bemerkt, dass bei alternativen Ausführungsbeispielen nur die zweite Lagereinrichtungen 40 oder nur die dritte Lagereinrichtungen 47 versorgt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrische Achse
- 2
- Elektromotor
- 3
- Getriebeanordnung
- 4 a,b
- Abtriebswellen
- 5
- Gehäuse
- 6
- Motorraum
- 7
- Getrieberaum
- 8
- Ölsumpf
- 9
- Linie
- 10
- Getriebeabschnitt
- 11 a, b
- Ölsammelraum
- 12 a, b
- Ölleitungsanordnung
- 13 a, b
- Einsatzbauteil
- 14 a, b
- Rampe
- 15 a, b
- Gegenrampe
- 16 a, b
- Vorraum
- 17
- Trennplatte
- 18 a, b
- erste Ölsammelausgänge
- 19a,b
- Gehäuseleitungsabschnitt
- 20
- A-Schild
- 21
- leer
- 22
- Rotorwelle
- 23
- Eingangssonnenrad
- 24
- erster Planetenträger
- 25
- erste Planeten
- 26
- Bolzen
- 27
- Lagereinrichtungen
- 28
- Ölkanäle
- 29
- Radialkanäle
- 30
- Funktionsbauteil
- 31
- Parkradabschnitt
- 32
- erste Ölfangstrukturen
- 33
- Axiallager
- 34
- Radiallager
- 35
- Ringspalt
- 36
- zweiter Planetenträger
- 37
- zweite Planeten
- 38
- zweites Eingangssonnenrad
- 39
- dritte Lagereinrichtung
- 40
- zweite Lagereinrichtung
- 41
- zweite Bolzen
- 42 a, b
- Ausgangsplanetenräder
- 43 a, b
- Abtriebssonnen
- 44
- Differenzialbereich
- 45
- erster Übersetzungsbereich
- 46
- zweiter Übersetzungsbereich
- 47
- Lagerschildabschnitt
- 48
- zweite Ölkanäle
- 49
- zweite Radialkanäle
- 50
- Ölfangschale
- 51
- Fangrinne
- 52
- Axialabschnitte
- H
- Hauptachse
- U
- Umlaufrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011007255 A1 [0003]
