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Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen elektrischen Antrieb mit der Getriebeanordnung.
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In Getrieben, beispielsweise für elektrische Achsen, kann die Beölung und Schmierung beispielsweise über Nass- oder Trockensumpfschmierung realisiert werden. Dabei benötigen unterschiedliche Bauteile unterschiedliche Mengen an Öl zur Schmierung und Kühlung. Es wird mehr Öl zur Kühlung und Schmierung an Bauteilen mit kraft- oder formschlüssiger Verbindung zur Übertragung von Kräften und Momenten benötigt.
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Bei Trockensumpfschmierung kann das Öl mittels Pumpen gezielt ins Getriebe eingespritzt und zugeführt werden. Bei Nasssumpfschmierung wird das Öl durch sich bewegende Komponenten in Getriebe verteilt. Nasssumpfschmierungen können den wirtschaftlichen Vorteil bieten, dass keine Pumpe verwendet werden muss. Trockensumpfschmierungen können den Vorteil bieten, dass die Ölversorgung flexibler und abgestimmter erfolgen kann, und dabei oftmals weniger Einflüssen des Betriebszustandes (Drehzahl, Geschwindigkeit/Beschleunigung, Neigungswinkel, Ölmenge, Öltemperatur, ...) unterliegen.
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Bei Nasssumpfschmierungen wird das Öl über die sich bewegenden Bauteile beschleunigt und kann gezielt über Leitgeometrien und Beölungskanäle zu entsprechenden Bauteilen geführt werden. Aufgrund der Bewegung der Teile können Fliehkräfte auftreten welche das Öl in bestimmte Richtungen lenken. Die Leitgeometrien und Beölungskanäle können dabei gezielt genutzt werden, das Öl entgegen dieser Fliehkräfte und/oder der Schwerkraft zu führen und zu leiten.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung für ein Fahrzeug vorzuschlagen, welches sich durch ein verbessertes Getriebeölversorgungskonzept auszeichnet. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen elektrischen Antrieb mit der Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Getriebeanordnung, welche für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus etc. Insbesondere ist das Fahrzeug als ein Elektrofahrzeug ausgebildet. Die Getriebeanordnung bildet insbesondere einen Abschnitt des Antriebsstrangs. Die Getriebeanordnung als solche kann auch den Antriebsstrang bilden.
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Besonders bevorzugt umfasst die Getriebeanordnung einen Elektromotor zur Erzeugung eines Antriebsmoments für das Fahrzeug, wobei besonders bevorzugt vorgesehen ist, dass das Antriebsmoment von der Getriebeanordnung umgesetzt und/oder verteilt wird, so dass dieses zu angetriebenen Rädern des Fahrzeugs geleitet werden kann. Besonders bevorzugt ist das Antriebsmoment für das Fahrzeug als ein Hauptantriebsmoment ausgebildet. Es kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug noch eine weitere Antriebsanordnung zum Beispiel mit einem Verbrennungsmotor oder einem weiteren Elektromotor aufweist, bevorzugt bildet die Getriebeanordnung die ausschließliche Antriebsanordnung des Fahrzeugs.
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Die Getriebeanordnung weist ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse ein oder mehrteilig ausgebildet sein kann. Ferner weist die Getriebeanordnung einen Getriebeabschnitt auf, wobei der Getriebeabschnitt das Antriebsmoment leitet. Das Gehäuse bildet ein Getrieberaum aus, wobei der Getriebeabschnitt zumindest abschnittsweise oder vollständig in dem Getrieberaum angeordnet ist. Der Getrieberaum ist bevorzugt getriebeöldicht ausgebildet und/oder weist eine Ölatmosphäre auf. In dem Getrieberaum ist Getriebeöl angeordnet und/oder anordbar, welches insbesondere bei einem Stillstand der Getriebeanordnung in einem Ölsumpf in einem Bodenbereich des Getrieberaums angeordnet ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Ölsumpf um einen Nasssumpf.
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Der Getriebeabschnitt weist mindestens eine Getriebekomponente auf. In einer konstruktiven Umsetzung weist der Getriebeabschnitt mehrere Getriebekomponenten auf, welche bei der Führung des Antriebsmoments beteiligt sind. Die Getriebekomponente ist rotierbar um eine Hauptachse angeordnet. Beispielsweise ist die Getriebekomponente auf einer Welle oder Achse drehbar angeordnet oder rotiert mit dieser. Es ist vorgesehen, dass die Getriebekomponente zumindest abschnittsweise in dem Ölsumpf angeordnet und/oder anordbar ist. Beispielsweise taucht die Getriebekomponente mit mehr als 10%, vorzugsweise mit mehr als 20% und insbesondere mit mehr als 30% ihres Durchmessers, insbesondere ihres Rotationsdurchmessers, in den Ölsumpf ein. Funktional ist vorgesehen, dass die Getriebekomponente im Betrieb der Getriebeanordnung rotiert und dabei Getriebeöl aus dem Ölsumpf transportiert, insbesondere fördert, und in dem Getrieberaum verteilt. Vorzugsweise weist die Getriebeanordnung eine passive Getriebeölversorgung auf, wobei auf eine Ölpumpe verzichtet wird. Die Getriebeölversorgung wird durch die Rotation des Getriebeabschnitts, insbesondere der Getriebekomponenten, durch den Ölsumpf umgesetzt. Dabei können sich quasistationäre Zustände, wie zum Beispiel eine Ölwalze, im Betrieb ausbilden, welche die Hauptachse, getrieben durch die Rotation des Getriebeabschnitts, umläuft.
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Genauer betrachtet wird bei dem Durchlaufen der Getriebekomponente durch den Ölsumpf Getriebeöl mitgenommen, welches zunächst an der Getriebekomponente haftet und aufgrund der Drehbewegung der Getriebekomponente durch Fliehkräfte abgeschleudert wird.
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Es ist vorgesehen, dass mindestens ein Teil des Getriebeöls in einer Förderrichtung entlang einer Ölstrecke geführt ist. Insbesondere wird ein Teil des Getriebeöls gerichtet in der Förderrichtung entlang der Ölstrecke geführt. Die Führung erfolgt durch Freiräume und/oder Leitgeometrien, wobei die Leitgeometrien als separate Leitgeometrien ausgebildet sein können, oder durch weitere Getriebekomponenten, Gehäuseabschnitte etc. gebildet sein kann. Die Ölstrecke erstreckt sich zumindest abschnittsweise um die Hauptachse. Bei einer möglichen Ausgestaltung kann sich die Ölstrecke teilringförmig und/oder koaxial zu der Hauptachse erstrecken.
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Die Getriebeanordnung weist einen Zuführkanal sowie einen ersten Beölungskanal auf. Der Zuführkanal ist vorzugsweise als ein geöffneter Kanal ausgebildet und kann auch als zu Zuführnut bezeichnet werden. Der erste Beölungskanal dient zur Verteilung von dem Getriebeöl in der Getriebeanordnung. Insbesondere ist der erste Beölungskanal als ein geschlossener Kanal ausgebildet. Beispielsweise ist der erste Beölungskanal als eine Ölleitung, insbesondere in dem Gehäuse der Getriebeanordnung ausgebildet. Der Zuführkanal erstreckt sich zumindest abschnittsweise entlang der Ölstrecke. Der Zuführkanal hat die Funktion, das Getriebeöl in der Förderrichtung in den ersten Beölungskanal zu führen und/oder zu transportieren. Somit wird das Getriebeöl aus dem Ölsumpf entnommen, über die Ölstrecke und dadurch über den Zuführkanal den ersten Übungskanal geführt. Dort kann das Getriebeöl weitergeleitet werden und an schmierbedürftige Stellen verteilt werden.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Getriebeanordnung einen Rückführkanal und einen zweiten Beölungskanal aufweist. Der Rückführkanal kann als offener Zuführkanal, insbesondere als eine Rückführnut ausgebildet sein. Der zweite Beölungskanal ist vorzugsweise analog zu dem ersten Beölungskanal bevorzugt als ein geschlossener Beölungskanal ausgebildet. Insbesondere kann der zweite Beölungskanal als eine Beölungsleitung zum Beispiel in dem Gehäuse realisiert sein. Der Rückführkanal erstreckt sich zumindest abschnittsweise entlang der Ölstrecke und hat die Funktion, das Getriebeöl gegen die Förderrichtung in den zweiten Beölungskanal zu führen.
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Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass in Abhängigkeit der Stellung der Getriebeachse es sich ergibt, dass bei der Nasssumpfschmierung das Getriebeöl aufgrund der Fliehkräfte gegen die Erdbeschleunigung bewegt wird. Die kinetische Energie, welche das Öl dabei erhält, ist unter anderem von der Drehzahl abhängig. Dies kann dazu führen, dass kein Getriebeöl oder nur geringe Mengen an Getriebeöl entsprechende Leitgeometrien und/oder Kanäle, welche das Öl zu den benötigten Schmierstellen fördern sollen, erreicht, und somit die Schmierung und/oder Kühlung nicht gewährleistet ist.
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Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Schmierung und/oder Kühlung in dem Getriebe bei einer zudem geringen Getriebeölmenge, in einem möglichst großen Drehzahlbereich, bis zu einer möglichst großen Schräglage/Neigungswinkel, innerhalb einem großen Temperaturbereich zu gewährleistet ist.
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Es wird in bestimmten Drehzahlbereichen, beispielsweise bei hohen Drehzahlen, die Beölung in dem ersten Beölungskanal durch den Zuführkanal verbessert. Nachdem dieser in Förderrichtung ausgerichtet ist, zeigen sich Defizite bei geringen Drehzahlen. Der Unterschied zwischen hohen und geringen Drehzahlen ist das Verhältnis der Fliehkräfte, induziert durch die rotierenden Bauteile, im Vergleich zu den aufgeprägten Kräften, wie beispielsweise durch Fahrdynamik induzierte Kräfte oder die Erdbeschleunigung. Dadurch ergeben sich bei geringen Drehzahlen unterschiedliche dynamische Zustände bei der Beölung im Vergleich zu hohen Drehzahlen. Bei geringen Drehzahlen haben die aufgeprägten Kräfte einen höheren Einfluss auf die Beölung als die Fliehkräfte. Es ist eine Überlegung der Erfindung, durch Hinzufügen und/oder Anpassen von Designelementen an vorhandenen und/oder zusätzlichen Bauteilen, Leitgeometrien im System zu gestalten, dass in spezifischen Drehzahlbereichen, wie beispielsweise bei geringen Drehzahlen, die Beölung im Gesamtsystem verbessert wird. Hierbei können einzelne Leitgeometrien und/oder Designelemente ausschließlich Vorteile in speziellen Drehzahlbereichen bieten, in anderen Drehzahlbereichen unter Umständen keinen und/oder sogar negativen Einfluss auf die Beölung haben. Das Gesamtsystem kann durch entsprechende Kombinationen von verschiedenen Leitgeometrien, auf einem oder mehreren Bauteilen, welche die Beölung in bestimmten Drehzahlbereichen optimieren, dahingehend optimiert werden, dass sich ein Optimum der Beölung über einen breiten Drehzahlbereich ergibt, durch die Summe entsprechend optimierter Einzelbereiche. Eine derartige Leitgeometrie kann vorzugsweise die Erdbeschleunigung als extern aufgeprägte Kraft nutzen, um Öl gezielt zu einem potentiellen Ölleitkanal umzuleiten. Eine derartige Leitgeometrie wird durch den Rückführkanal gebildet, welcher das Getriebeöl gegen die Förderrichtung in den zweiten Beölungskanal führt.
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Dabei kann diese auch als Bypass zu bezeichnende Variante in Form des Rückführkanals derart ausgeführt sein, dass sie nicht wie der Zuführkanal ausschließlich dynamisch induzierte Kräfte für die Förderung des Getriebeöls nutzt, sondern in Kombination oder ausschließlich mit statischen Kräften, wie beispielsweise dem Kraftvektor der Erdbeschleunigung, eine insbesondere tangentiale Komponente bildet, sodass das Getriebeöl in Richtung des zweiten Beölungskanals oder zu weiteren Beölungskanälen gefördert wird. Somit ergibt sich zusätzlich zu der Förderung des Getriebeöls aufgrund der dynamischen Bewegung des Getriebes entlang des Zuführkanals, eine Rückführung von verwirbeltem Getriebeöl im Getrieberaum über den Rückführkanal, welches für Schmierung und Kühlung genutzt werden kann.
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Insbesondere weist der Rückführkanal einen Anlaufwandabschnitt auf, wobei der Anlaufwandabschnitt den Rückführkanal in radialer Richtung nach außen begrenzt. Alternativ oder ergänzend ist der Anlaufwandabschnitt entgegengesetzt zu den Fliehkräften orientiert. Der Anlaufwandabschnitt verläuft vorzugsweise gleichgerichtet oder sogar parallel zu der Hauptachse. Der Anlaufwandabschnitt hat die Funktion, dass Getriebeöl, welches in der Förderrichtung entlang der Ölstrecke geführt ist, an den Anlaufwandabschnitt anschlagen kann, um in den Rücklaufkanal zu gelangen.
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Bei einer bevorzugten Weiterführung der Erfindung weist der Anlaufabschnitt am Eingang, insbesondere am Eingang des Rückführkanals in axialer Richtung einen Anlaufkantenbereich auf, wobei der Anlaufkantenbereich radial nach innen geneigt ist, um das auftreffendes Getriebeöl in den Rückführkanal zu führen. Insbesondere ist der Anlaufkantenbereich gegenüber einem Restbereich des Anlaufabschnitts radial nach innen geneigt.
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Es ist bevorzugt, dass der Rückführkanal einen Seitenwandabschnitt aufweist, wobei der Seitenwandabschnitt den Rückführkanal in axialer Richtung begrenzt. Vorzugsweise schließt sich der Seitenwandabschnitt an den Anlaufwandabschnitt an. Beispielsweise kann der Seitenwandabschnitt in einer Radialebene zu der Hauptachse ausgerichtet und/oder angeordnet sein. Der Seitenwandabschnitt hat die Funktion, dass von der einen axialen Seite in den Rücklaufkanal gelangende Getriebeöl von einem Austritt auf der anderen axialen Seite abzuhalten.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Rückführkanal einen Rinnenabschnitt auf, wobei der Rinnenabschnitt den Rückführkanal in radialer Richtung nach innen begrenzt. Der Rinnenabschnitt weist im Längsschnitt der Getriebeanordnung betrachtet mindestens einen Rinnenbereich auf, welcher radial weiter innen liegt als der restliche Rinnenbereich. Vorzugsweise schließt sich der Rinnenabschnitt an dem Seitenwandabschnitt an.
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Es ist zudem bevorzugt, dass der Rinnenabschnitt in axialer Richtung gegenüber dem Anlaufabschnitt und/oder gegenüber dem Anlaufkantenbereich zurückgesetzt ist. Diese bevorzugt Ausführungsformen erlaubt es, dass das Getriebeöl an dem Anlaufwandabschnitt, insbesondere an dem Anlaufkantenbereich, anschlagen kann und dann in Richtung des Rinnenabschnitt geleitet werden kann, um von dort in den zweiten Beölungskanal geführt zu werden.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist der Rückführkanal in einem Längsschnitt parallel zu der Hauptachse H U-förmig ausgebildet und/oder in axialer Richtung geöffnet. Dabei ist es bevorzugt, dass der Anlaufwandabschnitt eine radial äußere Begrenzung, der Seitenwandabschnitt eine axiale Begrenzung und der Rinnenabschnitt eine radial innere Begrenzung bildet, wobei die Abschnitte ineinander übergehen.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Getriebeanordnung einen stationären Rampenabschnitt aufweist, welcher den Zuführkanal bildet, wobei der Rampenabschnitt zumindest abschnittsweise entlang der Ölstrecke um die Getriebekomponente und/oder die Hauptachse verläuft. Der Rampenabschnitt hat die Aufgabe, dass von der Getriebekomponente abgeschleuderte oder zumindest in Umlaufrichtung bewegte Getriebeöl zu sammeln und in den ersten Beölungskanal zu führen. Durch den Rampenabschnitt wird somit das bei höheren Drehzahlen abgeschleuderte Getriebeöl in die Ölversorgungsanordnung transportiert.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung weist die Getriebeanordnung ein Einsatzteil auf, wobei das Einsatzteil den Zuführkanal und den Rückführkanal aufweist. Besonders bevorzugt ist das Einsatzteil als ein Kunststoffbauteil ausgebildet. In dieser Ausgestaltung sind die die Ölversorgung unterstützenden Abschnitte besonders einfach als Freiformen einzubringen.
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Es ist besonders bevorzugt, dass der Rückführkanal in einer Rückwand des Einsatzteils integriert ist. Bei einer konstruktiven Umsetzung können der Zuführkanal und der Rückführkanal zueinander in axialer Richtung versetzt ausgebildet sein. Damit nehmen der Zuführkanal und der Rückführkanal unterschiedliche axiale Bereiche insbesondere in dem Einsatzteil ein.
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Bei einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung weist die Getriebeanordnung eine Ölversorgungsanordnung zur Versorgung von weiteren Getriebekomponenten mit dem Getriebeöl auf. Insbesondere werden die weiteren Getriebekomponenten durch die Ölversorgungsanordnung mit dem Getriebeöl vor der Rückführung des Getriebeöls in den Ölsumpf versorgt. Die Ölversorgungsanordnung versorgt somit zunächst die weiteren Getriebekomponenten mit dem Getriebeöl, wobei das Getriebeöl erst nachlaufend wieder in den Ölsumpf geführt ist. Die Ölversorgungsanordnung weist mindestens den ersten und den zweiten Beölungskanal auf.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb, z.B. eine elektrische Achse, für ein Fahrzeug, wobei diese die Getriebeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Besonders bevorzugt weist der Getriebeabschnitt mindestens einen Planetengetriebeabschnitt auf, wobei die Getriebekomponente als ein Planetenträger in dem Planetengetriebeabschnitt ausgebildet ist. Der Planetenträger bildet die Getriebekomponente, welche sich zum einen dreht und welche zum andern den größten Außendurchmesser aufweist, so dass diese sich besonders gut zur Kombination mit dem Abstreifabschnitt eignet.
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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 einen schematischen Längsschnitt von einer Getriebeanordnung in Form eines elektrischen Antriebs als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine schematische axiale Draufsicht auf einen Teilbereich in der Getriebeanordnung;
- 3 eine schematische axiale Draufsicht auf ein Einsatzteil, welches in der Getriebeanordnung vorgesehen ist,
- 4 einen schematischen Längsschnitt von der Getriebeanordnung mit schematisch eingezeichnetem Rückführkanal.
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Die 1 zeigt in einem schematischen Längsschnitt einen Teil einer Getriebeanordnung 1 für ein Fahrzeug (nicht dargestellt) ausgebildet als ein elektrischer Antrieb 2. Die Getriebeanordnung 1 und/oder der elektrische Antrieb 2 dient zur Bereitstellung eines Antriebsmoments für das Fahrzeug. Nur grafisch angedeutet ist ein Elektromotor 3, welcher einen integralen Bestandteil der Getriebeanordnung 1 bildet und welcher das Antriebsmoment erzeugt.
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Die Getriebeanordnung 1 weist ein Gehäuse 4 auf, wobei das Gehäuse 4 einen Getrieberaum 5 ausbildet. Optional und wie in der 1 dargestellt, kann das Gehäuse 4 einen Motorraum 6 für den Elektromotor 3 bereitstellen. In dem Getrieberaum 5 befindet sich Getriebeöl, welches einen Ölsumpf 7 bildet, welche sich im Bodenbereich des Getrieberaums 5 befindet und nur zeichnerisch angedeutet ist.
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In dem Getrieberaum 5 ist ein Getriebeabschnitt 8 angeordnet, welcher als eine Planetengetriebestufe, insbesondere als eine Stirnradplanetenstufe ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Antriebsmoment von dem Elektromotor 3 über eine Zentralwelle 9 zu dem Getriebeabschnitt 8 geführt. Auf der Zentralwelle 9 ist ein Sonnenradabschnitt 10 angeordnet, welcher mit einer Mehrzahl von Planeten 11 kämmt, die auf einem Planetenträger 12 drehbar angeordnet sind. Die Planeten 11 kämmen zudem mit einem Hohlrad 13. Auf dem Planetenträger 12 ist ein Abtriebszahnradabschnitt 14 drehfest angeordnet, welcher mit einem nicht dargestellten Abtriebsritzel kämmt, um das Antriebsmoment aus der Getriebeanordnung 1 zu den angetriebenen Rädern auszuleiten.
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Der Planetenträger 12 bildet eine Getriebekomponente 15 und ist abschnittsweise in dem Ölsumpf 7 angeordnet. Genauer betrachtet ragt bei diesem Ausführungsbeispiel ein Scheibenabschnitt 16 des Planetenträgers 12 in den Ölsumpf 7. Der Getriebeabschnitt 8 und insbesondere die Getriebekomponente 15 rotieren um eine Hauptachse H.
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Im Betrieb nimmt die Getriebekomponente 15 oder eine andere Getriebekomponente des Getriebeabschnitts 8 Getriebeöl aus dem Ölsumpf 7 mit und transportiert diese in dem Getrieberaum 5 gegen die Schwerkraft nach oben. Insbesondere bei einer schnellen Drehung der Getriebekomponente 15 oder des Getriebeabschnitts 8 wird das Getriebeöl abgeschleudert und verteilt sich dadurch in dem Getrieberaum 5 auf den Getriebeabschnitt 8.
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Ein Teil des Getriebeöls wird weiter gefördert, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird, über eine Kanaleingangsöffnung 17 in einen ersten Beölungskanal 18, welcher einen Abschnitt in einer Ölversorgungsanordnung 19 bildet. Die Ölversorgungsanordnung 19 führt bei diesem Ausführungsbeispiel das Getriebeöl koaxial durch die Zentralwelle 9 und weiter durch den Elektromotor 3, um diesen zu kühlen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ölversorgungsanordnung 19 Getriebeöl zu anderen Getriebekomponenten führt, um diese zu schmieren und/oder zu kühlen. Der erste Beölungskanal 18 bildet allerdings einen Vorlauf in der Ölversorgungsanordnung 19, so dass der erste Beölungskanal 18 das Getriebeöl zunächst zu den anderen Getriebekomponenten führt, bevor dieses wieder in den Ölsumpf 7 zurückgeführt wird.
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Die Getriebeanordnung 1 setzt eine passive Ölversorgungsanordnung 19 um, so dass diese getriebeölpumpenfrei ausgebildet ist und/oder so dass das Umwälzen des Getriebeöls ausschließlich durch Getriebekomponenten des Getriebeabschnitts 8 erfolgt.
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Die 2 zeigt in einer schematischen axialen Draufsicht einen Detailbereich der Getriebeanordnung 1 im Bereich der am höchsten Punkt und/oder über eine Winkelposition von 0° angeordneten Kanaleingangsöffnung 17. In der 2 ist in axialer Draufsicht die Getriebekomponente 15 zu erkennen, welche an der radialen Außenseite Zähne 20 oder alternativ andere getriebeölfördernde Strukturen aufweist.
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Im Hintergrund, in der axialen Draufsicht hinter der Getriebekomponente 15 ist ein Rampenabschnitt 25 dargestellt, welcher in Umlaufrichtung, insbesondere in Rotationsrichtung R der Getriebekomponente 15 verläuft. Durch den Rampenabschnitt 25 wird Getriebeöl, welches von der Getriebekomponente 15 abgeschleudert wird, in Richtung der Kanaleingangsöffnung 17 als Eingang des Ölkanals 18 geführt, so dass das Getriebeöl über den Ölkanal 18 zu den Schmierstellen der Ölversorgungsanordnung 19 geführt wird.
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In dem Verlauf um die Hauptachse H steigt der Rampenabschnitt 25 in axialer Richtung an, so dass ein in axialer Richtung verfügbarer Bauraum zu der Getriebekomponente 15 zu Beginn des Rampenabschnitts 25 am größten ist und am Ende des Rampenabschnitts 25 und/oder im Endbereich bei der Kanaleingangsöffnung 17 am kleinsten ist. Insbesondere ist der Rampenabschnitts 25 in Umlaufrichtung in Form einer Wendelung und/oder Schraubenform ausgebildet. Radial außen ist der Rampenabschnitts 25 durch eine Außenwand 26 begrenzt, welche eine radiale Begrenzungsfläche bildet. Durch das Ansteigen des Rampenabschnitts 25 in axialer Richtung wird das Getriebeöl in Richtung der Kanaleingangsöffnung 17 und/oder zu dem ersten Beölungskanal 18 gefördert.
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Die 3 zeigt ein Einsatzteil 27, welches als ein Kunststoffbauteil ausgebildet ist und welches eine Kreisringform aufweist. In dem Einsatzteil 27 sind der der Rampenabschnitts 25 als geformte Bereiche ausgebildet, so dass diese komplexen Strukturen im Rahmen der Fertigung, zum Beispiel durch Kunststoffspritzgießen, fertigungstechnisch einfach dargestellt werden können. Aus der Zusammenschau von der 3 mit der 2 ist zu entnehmen, dass das Getriebeöl, welches die Ölversorgungsanordnung 19, insbesondere über die Kanaleingangsöffnung 17 und/oder den ersten Beölungskanal 18, versorgt, über den Rampenabschnitts 25 zur Verfügung gestellt wird.
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Der Rampenabschnitt 25 bildet gemeinsam mit der Außenwand 26 einen Zuführkanal 21, wobei der Zuführkanal 21 in einer Förderrichtung F des Getriebeöls entlang einer Ölstrecke O des Getriebeöls verläuft. Die Ölstrecke O erstreckt sich zumindest abschnittsweise um die Hauptachse H. Sie beginnt in dem Ölsumpf 7 und führt dann teilkreisringförmig um die Hauptachse H zu dem ersten Beölungskanal 18.
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Die Förderung des Getriebeöls in den ersten Beölungskanal 18 ist bei hohen Drehzahlen der Getriebeanordnung 1 sehr zuverlässig, da sich im Betrieb oftmals eine rotierende Ölwalze um die Hauptachse H ausbildet. Damit wird ausreichend Getriebeöl durch die Kanaleingangsöffnung 17 in den ersten Beölungskanal 18 gefördert.
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Bei kleinen Drehzahlen, zum Beispiel bei einem Anfahren der Getriebeanordnung 1, aber auch bei starken Kurvenfahrten ist die rotierende Ölwalze nicht in einem stationären Zustand und damit nur unvollständig oder gar nicht ausgebildet. Der Weg des Getriebeöls in der Förderrichtung F entlang der Ölstrecke O in den ersten Beölungskanal 18 ist damit gestört, insbesondere auch dadurch, dass andere Kräfte, wie zum Beispiel die Gravitationskraft, dazu führen, dass das Getriebeöl nicht die erste Kanaleingangsöffnung 17 erreicht, die im Bereich des höchsten Punkt des Getrieberaums 5 angeordnet ist.
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Um die Ölversorgung auch bei niedrigeren Drehzahlen und/oder nicht-stationären Zustand der Ölwalze zu verbessern, weist die Getriebeanordnung 1 einen Rückführkanal 22 auf, welcher zu einem zweiten Beölungskanal 23 führt, wobei der Rückführkanal 22 zwar ebenfalls zumindest abschnittsweise entlang der Ölstrecke O ausgebildet ist, das Getriebeöl jedoch gegen die Förderrichtung in den zweiten Beölungskanal 22 führt. Der Rückführkanal 22 nimmt insbesondere Getriebeöl auf, welches aufgrund einer fehlenden Beschleunigung über den Zuführkanal 21 den ersten Beölungskanal 18 nicht erreichen kann. Während der erste Beölungskanal 18 in Förderrichtung F hinter einem 0° Winkel als höchstem Punkt, also in diesem Beispiel bei 15° (gegen die Uhrzeigerrichtung) angeordnet ist, befindet sich der Eingang zu dem zweiten Beölungskanal 23 bei einem Winkel von - 30°, also in Förderrichtung F in einem oberen Drittel der Ölstrecke O.
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Die 3 dient zur Visualisierung der Position von dem Rückführkanal 22 und dem zweiten Beölungskanal 23. Der zweite Beölungskanal 23 ist insbesondere in dem Gehäuse 4, ähnlich wie der erste Beölungskanal 18 ausgebildet. Der Rückführkanal 22 kann in dem Einsatzteil 27 verkörpert sein, es ist jedoch auch möglich, dass die entsprechenden Leitgeometrien in einem Gehäuseabschnitt des Gehäuses 4 ausgebildet sind. Es ist jedoch auch möglich, dass der Rückführkanal 22 in das Einsatzteil 27 eingeformt ist.
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In der 4 ist ein schematischer Schnitt durch die Getriebeanordnung 1 entlang der Schnittlinie im A-A gezeigt, wobei die Schnittlinie ebenfalls in der 3 visualisiert ist. In der 4 ist das Einsatzbauteil 27 zu erkennen, in der der Rückführkanal 22 ausgebildet ist. Der Rückführkanal 22 ist in dem gezeigten Schnitt u-förmig ausgebildet, wobei der Rückführkanal 22 in axialer Richtung zu dem Planetenträger 12 geöffnet ist.
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Der Rückführkanal 22 weist einen Anlaufwandabschnitt 28 auf, wobei der Anlaufwandabschnitt 28 einen Außenumfang für den Rückführkanal 22 bildet. Der Anlaufwandabschnitt 28 kann hohlzylinderförmig ausgebildet sein, bei diesem Ausführungsbeispiel weist dieser im Eingangsbereich einen Anlaufkantenbereich 29 auf. Der Anlaufkantenbereich 29 ist radial nach innen gekippt und geht im weiteren axialen Verlauf in einen hohlzylinderförmigen Bereich über. Insbesondere nimmt der Anlaufkantenbereich 29 einen spitzen Winkel gegenüber dem Verlauf des hohlzylinderförmigen Bereichs ein. Der Anlaufkantenbereich 29 hat die Funktion, Getriebeöl, welches gegen den Anlaufkantenbereich 29 läuft, in Richtung in das Innere des Rückführkanals 22 zu führen.
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Ferner weist der Rückführkanal 22 einen Seitenwandabschnitt 30 auf, wobei der Seitenwandabschnitt 30 bei diesem Ausführungsbeispiel in einer Radialebene zu der Hauptachse H liegt und den Rückführkanal 22 in axialer Richtung begrenzt. Der Anlaufwandabschnitt 28 geht in den Seitenwandabschnitt 30 über.
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Am Innenumfang weist der Rückführkanal 22 einen Rinnenabschnitt 31 auf. Der Rinnenabschnitt 31 kann auch als Wannenabschnitt bezeichnet werden. Der Rinnenabschnitt 31 schließt sich an den Seitenwandabschnitt 30 an, so dass dieser in einem Bodenbereich des als u-förmig Nut ausgebildeten Rückführkanal 22 angeordnet ist. Getriebeöl, welches wahlweise selbsttätig in den Rückführkanal 22 eintritt oder über den Anlaufwandabschnitt 28, insbesondere den Anlaufkantenbereich 29, in den Rückführkanal 22 abgelenkt wird, sammelt sich in dem Rinnenabschnitt 31. Über den Rinnenabschnitt 31 wird das Getriebeöl zu dem zweiten Beölungskanal 23 weitergeführt. Es kann vorgesehen sein, dass der Rinnenabschnitt 31 über eine hohlzylinderförmigen Fangkantenbereich 32 axial verlängert ist, wobei über den Fangkantenbereich 32 Getriebeöl eingefangen und zu den Rinnenabschnitt 31 geleitet werden kann. Der Verlauf des Rinnenabschnitts 31, angrenzend zu dem Fangkantenbereich 32, nimmt einen spitzen Winkel gegenüber dem Verlauf des hohlzylinderförmigen Fangkantenbereichs ein.
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Die hier beschriebene Leitgeometrie, ausgebildet als Rückführkanal 22, kann sowohl in schon vorhandene Bauteile nachträglich durch spanende, umformende oder urformende Fertigungsverfahren als auch durch das Einbringen zusätzlicher Bauteile eingebracht werden. Die Leitgeometrie, ausgebildet als Rückführkanal 22, bietet dahingehend bei geringen Drehzahlen den Vorteil, dass das mitgeführte Getriebeöl in den zweiten Beölungskanal 23 zurückgeführt wird, während es bei hohen Drehzahlen, über den Zuführkanal 21, insbesondere über den Rampenabschnitt 25, zu dem ersten Beölungskanal 18 gefördert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebeanordnung
- 2
- elektrischer Antrieb
- 3
- Elektromotor
- 4
- Gehäuse
- 5
- Getrieberaum
- 6
- Motorraum
- 7
- Ölsumpf
- 8
- Getriebeabschnitt
- 9
- Zentralwelle
- 10
- Sonnenradabschnitt
- 11
- Planeten
- 12
- Planetenträger
- 13
- Hohlrad
- 14
- Abtriebszahnradabschnitt
- 15
- Getriebekomponente
- 16
- Scheibenabschnitt
- 17
- Kanaleingangsöffnung
- 18
- erster Beölungskanal
- 19
- Ölversorgungsanordnung
- 20
- Zähne
- 21
- Zuführkanal
- 22
- Rückführkanal
- 23
- zweiter Beölungskanal
- 24
- leer
- 25
- Rampenabschnitt
- 26
- Außenwand
- 27
- Einsatzteil
- 28
- Anlaufwandabschnitt
- 29
- Anlaufkantenbereich
- 30
- Seitenwandabschnitt
- 31
- Rinnenabschnitt
- 32
- Fangkantenbereich
- H
- Hauptachse
- R
- Rotationsrichtung
- F
- Förderrichtung
- O
- Ölstrecke
