DE60106376T2

DE60106376T2 - Schmier- und Kühlsystem für Kraftaufnahme- und Kraftabgabeeinheiten in einem elektro-mechanischen Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE60106376T2
Application number: DE60106376T
Authority: DE
Inventors: Ahmed M. El-Antably; George G. Shafer Jr.; Donald Klemen
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2021-11-01
Also published as: US20020077209A1; EP1215418B1; EP1215418A1; DE60106376D1; JP2002250431A; US6579202B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im weitesten Sinn Fahrzeuggetriebe. Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung Fahrzeuggetriebe, die zusätzliche Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten verwenden, die ihre Leistung aus einer On-board-Quelle für elektrische Energie beziehen. Insbesondere betrifft die Erfindung elektromechanische Fahrzeuggetriebe, in denen die interaktiven Planetenrad-Teilsätze funktionell mit einem Motor und einer oder mehreren Leistungsaufnahme- und Liefereinheit/en verbunden sind. Insbesondere können die Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten Motor/Generatoren oder einfach Motoren sein, von denen jeder Stator und Rotor aufweist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der Zweck eines Fahrzeuggetriebes besteht darin, einen Leerlauf, zumindest einen Rückwärts- und einen oder mehrere Vorwärtsfahrbereich/e bereitzustellen, die Energie von einem Verbrennungsmotor und / oder anderen Energiequellen übertragen, durch die die Elemente, die die Antriebskraft von dem Fahrzeug auf das Gelände, über welches das Fahrzeug gefahren wird, liefern, angetrieben werden.
Wie im Detail in dem US Patent Nr. 5 931 757, erteilt am 8. August 1999 an General Motors Corporation, beschrieben ist, besteht die Herausforderung darin, ein Leistungssystem bereitzustellen, das mit hohen Wirkungsgraden über eine breite Vielfalt von Betriebsbedingungen arbeitet. Wünschenswerte variable elektrische Getriebe sollten deshalb nicht nur die Vorteile eines seriellen Hybridgetriebes für wünschenswerte Arbeitszyklen mit geringer Durchschnittsleistung – d. h., Start / Stop-Arbeitszyklen bei niedriger Geschwindigkeit – sondern auch die Vorteile eines parallelen Hybridgetriebes für eine hohe durchschnittliche Leistungsabgabe – d. h., Arbeitszyklen bei hoher Geschwindigkeit, wirksam einsetzen.
Nebenbei ist anzumerken, dass die von dem Motor gelieferte Leistung und die von der Quelle für elektrische Energie gelieferte Leistung unabhängig mit den Antriebselementen in einer parallelen Getriebeanordnung verbunden sind. Die Perfektionierung eines Konzeptes, in dem mehrere Modi oder Zahnradsätze zur synchronen Auswahl durch einen On-board-Computer verfügbar sind, um Leistung von dem Motor und / oder ausgewählten zusätzlichen Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten (wie z. B. Motor/Generatoren oder sogar Motoren an sich) an die Getriebeabtriebswelle oder -wellen zu übertragen, resultiert in einem Hybridgetriebe mit einem extrem breiten Bereich von Anwendungen, deren viele vorteilhafte Ergebnisse durch die Verwendung eines elektromechanischen Getriebes erzielt werden können.
Die elektrischen Aufnahme- und Liefereinheiten müssen Leistung von der, und, wenn Akkumulatoren als Quelle für elektrische Leistung verwendet werden, an die Quelle für elektrische Energie liefern, um die Mittel, durch die das Fahrzeug bewegt werden soll, zu speisen. Wenn Motor/Generatoren verwendet werden, verhindert die resultierende Leistung, die erforderlich ist, um solch ein Fahrzeug richtig zu betreiben, eine Verringerung in der Größe der Motor/Generatoren aus. Als solches war ein zwei Modi-, Verbundsplit-elektromechanisches Getriebe eine ausgezeichnete Wahl für die Verwendung bei vielen Nutzfahrzeugen, insbesondere insofern, als solch ein Getriebe einen mechanischen Kontakt in zumindest dem ersten Vorwärts-Betriebsmodus bereitstellt, und dies dabei hilft, die Kühlerfordernisse bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu erfüllen. Durch Einbauen der vorliegenden Erfindung in einem elektromechanischen Getriebe ist sogar eine weitere Kühlung sichergestellt.
Eine Schmier- und Kühlanordnung, die in einem Motorgehäuse angebracht ist und einen Motor über in dem Gehäuse ausgebildete Kanäle kühlt, ist in dem US Patent Nr. 5 111 090 dargelegt, wobei in einem Gehäuse ausgebildete Kanäle verwendet werden, um eine um einen Stator in einem Elektromotor herum ausgebildete Spule zu kühlen.
Die US 5 682 074 beschreibt eine Schmier- und Kühlanordnung, die umfasst:
eine Quelle für unter Druck stehendes Schmier- und Kühlfluid;
eine Stegplatte, die sich quer von einem Gehäuse erstreckt; wobei die Stegplatte einen Außenkranz aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er mit dem Getriebegehäuse in Eingriff stehen kann;
eine Austragskammer, die in Verbindung mit der Stegplatte vorgesehen ist;
ein Fluidverbindungsmittel, das die Stegplatte durchdringt, um unter Druck stehendes Fluid von der Quelle für unter Druck stehendes Schmier- und Kühlfluid an die Austragskammer zu übertragen;
einen oder mehrere Sprühringe mit einem Bauabschnitt, der zumindest eine Wand der Austragskammer definiert; und
eine oder mehrere Öffnungen, die diesen Abschnitt des Sprührings durchdringen, der eine Wand der Austragskammer definiert, um einen Sprühnebel des Schmier- und Kühlfluids auf eine Leistungsliefereinheit, die in der Nähe des Sprührings angeordnet ist, abzugeben.
Ein modular aufgebautes Fahrzeuggetriebe mit Planetenradsätzen und Motor/Generatoren, die beide um eine gemeinsame Drehachse herum angeordnet sind, ist in der Europäischen Patentanmeldung 0 980 994 A2 dargelegt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher ein vorrangiger Aspekt der vorliegenden Erfindung, neue und neuartige Schmier- und Kühlanordnungen für ein elektromechanisches Getriebe bereitzustellen.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, neue und neuartige Schmier- und Kühlanordnungen wie oben stehend bereitzustellen, die ein Sprühmuster liefern, das speziell an die Aufbauanordnung des spezifischen elektromechanischen Getriebes, in dem eine beliebige solche Schmier- und Kühlanordnung verwendet wird, angepasst werden kann.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, neue und neuartige Schmier- und Kühlanordnungen wie oben stehend bereitzustellen, in denen eine wirksame Schmierung und Kühlung einfach erreicht ist, wenn die Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten des elektromechanischen Getriebes, in dem die Schmier- und Kühlanordnungen verwendet werden, die Planetenrad-Teilsätze des Getriebes um den Umfang herum umgeben.
Es ist ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, neue und neuartige Schmier- und Kühlanordnungen wie oben stehend bereitzustellen, die eine wirksame Anordnung erlauben, durch die sich die Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten des elektromechanischen Getriebes, in dem die Schmier- und Kühlanordnungen eingebaut sind, das Schmier- und Kühlfluid des Planetenradgetriebes teilen.
Es ist ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, neue und neuartige Schmier- und Kühlanordnungen wie oben bereitzustellen, wobei eine geklüftete Statoranordnung die Verteilung des Schmier- und Kühlfluids zu den Endwindungen des Stators und über den Rotor der Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten des elektromechanischen Getriebes, in dem die Schmier- und Kühlanordnungen verwendet werden, verbessern kann.
Diese und weitere Aspekte der Erfindung sowie ihre Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, die im Hinblick auf die folgende detaillierte Beschreibung offenbar werden, werden durch die nachfolgend beschriebenen und beanspruchten Mittel erreicht.
Als eine allgemeine einführende Beschreibung sind die Schmier- und Kühlanordnungen, die die Konzepte der vorliegenden Erfindung beinhalten, speziell für die Verwendung mit Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten, die Planetenrad-Teilsätze, die von dem Gehäuse eines Fahrzeuggetriebes umgeben sind, konzentrisch umgeben, ausgebildet. Solche Schmier- und Kühlanordnungen verwenden eine Quelle für unter Druck stehendes Schmier- und Kühlfluid sowie eine Stegplatte, die sich quer von dem Getriebegehäuse erstreckt. Die Stegplatte weist einen Außenkranz auf, der in der Nähe des Getriebegehäuses angeordnet ist, und eine Austragskammer ist in Zugehörigkeit mit der Stegplatte vorgesehen und ist vorzugsweise in der Nähe ihres Außenkranzes angeordnet. Ein Fluidverbindungsmittel durchdringt die Stegplatte, um unter Druck stehendes Fluid von der Quelle für unter Druck stehendes Schmier- und Kühlfluid an die Austragskammer zu übertragen. Ein Sprühring dient dazu, zumindest eine Wand der Austragskammer zu definieren und eine oder mehrere Sprühöffnungen durchdringen den Sprühring.
Ein elektromechanisches Getriebe wie das in dem vorstehend erwähnten '757-US Patent beschriebene ist speziell geeignet, die Schmier- und Kühlanordnungen, die die Konzepte der vorliegenden Erfindung beinhalten, zu verwenden. Solch ein Getriebe verwendet eine Vielzahl von Planetenrad-Teilsätzen, und jeder Planetenrad-Teilsatz weist eine Vielzahl von Komponenten in der Art eines inneren Sonnenrades, eines äußeren, das innere Sonnenrad umgebenden Hohlrads und einer Vielzahl von Planetenrädern auf, die an einem Träger derart drehbar befestigt sind, dass jedes der Planetenräder gleichzeitig mit dem inneren Sonnenrad und dem äußeren Hohlrad des Planetenrad-Teilsatzes, in dem der Träger eingebaut ist, in Eingriff steht.
Solch ein Getriebe kann seine Betriebsleistung von verschiedenen Quellen empfangen. Es kann eine Haupttriebkraft-Leistunsgquelle in der Art eines Verbrennungsmotors geben. Es kann eine Quelle zur Bereitstellung elektrischer Energie geben, und es kann eine oder mehrere Leistungsaufnahme- und Liefereinheit/en wie z. B. Motor/Generatoren geben.
Für Fachleute, die mit dem mit der vorliegenden Erfindung am engsten verwandten Stand der Technik vertraut sind, muss ein repräsentatives elektromechanisches Getriebe, in dem die neuen und neuartigen Schmier- und Kühlanordnungen verwendet werden können, nur zum Teil beschrieben werden. Das heißt, ein repräsentatives elektromechanisches Getriebe wird nur in ausreichendem Detail beschrieben, um einem Fachmann zu erlauben, die Schmier- und Kühlanordnungen, die die Konzepte der vorliegenden Erfindung mit vielen weiteren Ausführungsformen eines Getriebes, die Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten aufweisen, zu verwenden, ohne zu versuchen, alle der verschiedenen Formen und Abwandlungen von Getrieben, in denen Schmier- und Kühlanordnungen, die die Konzepte der vorliegenden Erfindung beinhalten, eingebaut werden könnten, zu zeigen. Sollte eine umfassendere Beschreibung eines typischen Fahrzeuggetriebes, mit dem die Schmier- und Kühlanordnungen vorteilhafterweise verwendet werden können, erwünscht sein, wird auf das vorstehend erwähnte '757-US Patent verwiesen.
Als solches sind die Ausführungsformen von hierin beschriebenen und gezeigten Schmier- und Kühlanordnungen nur illustrativ, und können, wie für den Fachmann ersichtlich werden wird, im Rahmen des Umfangs und des Geistes der Erfindung auf zahlreiche Arten abgewandelt werden. Die Erfindung ist durch die beigelegten Ansprüche und nicht durch die Details der Beschreibung begrenzt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine graphische Querschnittsdarstellung eines Abschnitts eines repräsentativen elektromechanischen Getriebes, die zwei Ausführungsformen einer Schmier- und Kühlanordnung, welche die Konzepte der vorliegenden Erfindung beinhalten, darstellt;
2 ist ein vergrößerter Abschnitt von 1, ebenfalls im Querschnitt, der durch den mit „siehe 2" bezeichneten Strichpunktlinienkreis in 1 definiert ist;
3 ist gleichfalls ein vergrößerter Abschnitt von 1 im Querschnitt, der durch den mit „siehe 3" bezeichneten Strichpunktlinienkreis in 1 definiert ist;
3A ist eine Ansicht ähnlich wie 3, stellt jedoch eine weitere Variation für einen Sprühring dar, der in einer Schmier- und Kühlanordnung, die die Konzepte der vorliegenden Erfindung beinhaltet, angewendet werden kann;
3B ist eine Aufrissansicht einer Schmier- und Kühlanordnung, die derart ausgebildet ist, dass sie eine Vielzahl von Sprühringen wie jenen, der in 3A dargestellt ist, aufnimmt;
4 ist ein vergrößerter Querschnitt von einer der in 1 dargestellten Schmier- und Kühlanordnungen;
5 ist ein weiterer vergrößerter Abschnitt von 4, ebenfalls im Querschnitt, der durch den mit „siehe 5" bezeichneten Strichpunktlinienkreis in 1 definiert ist;
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht der sowohl in den 1 und 4 dargestellten Schmier- und Kühlanordnungen, um die Dichtungs- und Rückhalteelemente, die in Verbindung mit dem in der Austragskammer der Schmier- und Kühlanordnung gesicherten Sprühring verwendet werden, darzustellen; und
7 ist eine graphische Darstellung, ähnlich wie 1, stellt jedoch ein repräsentatives elektromechanisches Getriebe dar, das eine Variation in der Art beinhaltet, durch die das Schmier- und Kühlfluid in die Schmier- und Kühlanordnungen, die die Konzepte der vorliegenden Erfindung beinhalten, eingebracht werden kann.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Zwei repräsentative Schmier- und Kühlanordnungen, die die Konzepte der vorliegenden Erfindung beinhalten, sind im Allgemeinen mit den Bezugsziffern 10 und 12 in 1, wo sie in einem elektromechanischen Getriebe 14 wie z. B. dem, auf das sich das '757-US Patent bezieht, verwendet werden.
Unter besonderer Bezugnahme auf 1 wird beobachtet werden, dass ein elektromechanisches Getriebe 14 in einem Gehäuse 16 enthalten ist. Erste und zweite Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten 18 und 20 sind ebenfalls in dem Gehäuse 16 enthalten. Die Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten 18 und 20 können Motor/Generatoren sein, die, wenn sie als Motoren arbeiten, Leistung an das Hybridgetriebe 14 bereitstellen. Typischerweise können Motor/Generatoren elektrische Leistung von einer Quelle (nicht gezeigt) für die Lieferung oder Speicherung elektrischer Energie aufnehmen. Die Quelle für elektrische Leistung kann / können ein oder mehrere aufladbare/r Akkumulator/en sein. Andere Vorrichtungen, die in der Lage sind, elektrische Leistung zu speichern und zu verteilen, können an Stelle der Akkumulatoren verwendet werden, ohne die Konzepte der vorliegenden Erfindung zu verändern. Tatsächlich kann mit einigen Abwandlungen sogar eine Quelle für elektrische Leistung wie z. B. eine Brennstoffzelle genutzt werden; in diesem Fall würden die Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten 18 und 20 nur als Motoren und nicht als Generatoren wirken müssen. Welche Anordnung auch immer gewählt wird, die Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 18 würde einen Stator 22 ein setzen, der innerhalb einer zylindrischen Wand 24, die das Gehäuse 16 definiert, gesichert sein kann. Ein Rotor 26 ist in dem Stator 22 drehbar aufgenommen. Die Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 20 würde in ähnlicher Weise einen Stator 28 verwenden, der ebenfalls an dem zylindrischen Inneren der Gehäusewand 24 befestigt sein kann. Ein Rotor 30 ist in dem Stator 28 drehbar aufgenommen.
Die Schmier- und Kühlanordnung 10 könnte verwendet werden, um einen axialen Endabschnitt einer Leistungsaufnahme- und Liefereinheit – Einheit 18 – wie dargestellt, zu schmieren und zu kühlen. Die Schmier- und Kühlanordnung 12 könnte verwendet werden, um benachbarte und gegenüberliegende Enden von zwei axial angeordneten Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten, – d. h., das Ende der Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 18 gegenüber jenem Ende, das durch die Schmier- und Kühlanordnung 10 bedient wird, wie auch den gegenüberliegenden Endabschnitt der Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 20 – zu schmieren und zu kühlen, wie dargestellt.
Ein elektromechanisches Getriebe 14 würde typischerweise eine Vielzahl von Planetenrad-Teilsätzen mit z. B. den beiden dargestellten Teilsätzen 32 und 34 und einem in 1 schematisch bezeichneten, aber nicht im Detail dargestellten dritten Teilsatz 36 verwenden. Alle drei solchen Planetenrad-Teilsätze können eine zentrale Hauptwelle 38 umgeben, um, falls gewünscht, eine konzentrische Anordnung bereitzustellen. Ein Ende der zentralen Hauptwelle 38 kann axial mit einer Antriebswelle 40 ausgerichtet sein, die, wie im Stand der Technik gut bekannt, von einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) angetrieben sein kann. Wie dargestellt kann der Planetenrad-Teilsatz 32 ein äußeres Zahnradelement 42, typischerweise als das Hohlrad bezeichnet, verwenden, das innerhalb einer zylindrischen Nabe 44, die von dem äußeren Ende einer Buckelplatte 46, die sich, allgemein gesprochen, von dem zylindrischen innen liegenden Endabschitt 48 der Antriebswelle 40 radial auswärts erstreckt, axial vorragt, präsentiert werden kann. Unter Bezugnahme auch auf 2 ist einzusehen, dass die axial abgestufte zylindrische Außenfläche 50 des innen liegenden Endabschnitts 48 einen größeren Durchmesser aufweisen kann als der Rest der Antriebswelle 40, um bequemer an die Schmier- und Kühlanordnung 10 sowie an den Rotor 26 der ersten Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 10 anzuschließen, wie nachfolgend detaillierter erklärt wird. Darüber hinaus kann der innen liegende Endabschnitt 48 eine axial orientierte, zylindrische Gelankaufnahme 52 präsentieren, die eine axial angeordnete Orientier- und Ausrichtspindel 54 an dem außen liegenden Ende der zentralen Hauptwelle 38 drehbar aufnimmt (1).
Wie ebenfalls in 1 dargestellt, umgibt das äußere Hohlrad 42 des ersten Planetenrad-Teilsatzes 32 ein inneres Zahnradelement 56, das typischerweise als das Sonnenrad bezeichnet wird. Eine Trägeranordnung 58 trägt drehbar eine Vielzahl von Planetenrädern 60, die gleichzeitig und kämmend sowohl in das äußere Hohlradelement 42 als auch in das innere Sonnenradelement 56 des ersten Planetenrad-Teilsatzes 32 eingreifen.
Der zweite Planetenrad-Teilsatz 34 würde typischerweise auch ein äußeres Hohlrad 62 verwenden, das ein inneres Sonnenrad 64 umgibt. Eine Trägeranordnung 66 trägt drehbar eine Vielzahl von Planetenrädern 68, die gleichzeitig und kämmend sowohl in das äußere Hohlrad 62 als auch in das innere Sonnenrad 64 eingreifen.
Die ersten und zweiten Planetenrad-Teilsätze 32 und 34 können derart hergestellt sein, dass das Sonnenrad 56 des ersten Planetenrad-Teilsatzes 32 mit dem Hohlrad 62 des zweiten Planetenrad-Teilsatzes 34 verbunden ist. Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 erstreckt sich eine sich ra dial erstreckende, axial abgestufte Verbindungsplatte 70 von dem inneren Sonnenrad 56 des ersten Planetenrad-Teilsatzes 32 radial auswärts, um an der radial inneren Fläche 72 eines ringförmigen Ansatzes 74, der sich axial von dem äußeren Hohlrad 62 des zweiten Planetenrad-Teilsatzes 34 erstreckt, gesichert zu sein.
Eine konische Verbindungsplatte 76, die an dem Rotor 26 der ersten Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 18 gesichert ist, ist mit einem Flansch 78, der sich radial auswärts von dem äußeren Hohlrad 62 des zweiten Planetenrad-Teilsatzes 34 erstreckt, verbunden. Ein Ausgleichsarm 80 erstreckt sich von dem äußeren Hohlrad 62 radial einwärts und endet in einem Kreisring 82, der sowohl die zentrale Hauptwelle 38 des Getriebes 14 als auch einen Abschnitt der Hohlwelle 84, der auch die zentrale Hauptwelle 38 umgibt, drehbar umgibt. Die Hohlwelle 84 trägt das Hohlrad 64 des Planetenrad-Teilsatzes 34 und ist mit dem Rotor 30 der zweiten Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 20 durch einen Arm 85, der sich von der Hohlwelle 84 radial auswärts erstreckt, verbunden, wie hierin dargestellt und wie in dem '757-US Patent im Detail beschrieben ist.
Die ersten und zweiten Planetenrad-Teilsätze 32 und 34 können konzentrisch einwärts der ersten Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 18 angeordnet sein und der dritte Planetenrad-Teilsatz 36 kann in ähnlicher Weise konzentrisch einwärts der zweiten Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 20 angeordnet sein. Die Details des dritten Planetenrad-Teilsatzes 36 sind insofern nicht dargestellt, als sein Aufbau für das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht kritisch ist und als die Details, falls gewünscht, auch in dem vorstehend erwähnten '757-US Patent vollständig offen gelegt und beschrieben sind.
In dem dargestellten Getriebe 14, in dem die beispielhafte Ausführungsform der Schmier- und Kühlanordnung 10 offen gelegt ist, ist die zentrale Hauptwelle 38 mit einer sich axial erstreckenden Versorgungsbohrung 86 versehen, die vorzugsweise mit einer sich axial erstreckenden Versorgungsbohrung 88 in der Antriebswelle 40 ausgerichtet ist. Die Bohrungen 86 und 88 umfassen unter Druck stehende Versorgungsdurchgänge, durch die die Schmier- und Kühlflüssigkeit zu den Schmier- und Kühlanordnungen 10 und 12 wie auch zu den Drehelementen in den Planetenrad-Teilsätzen 32, 34 und 36 geliefert wird. Das Pumpmittel, durch welches die Druckbeaufschlagung bewirkt wird, wie auch die Verwendung axialer Bohrungen in den Wellen 38 und 40 sind im Stand der Technik gut bekannt und aus diesem Grund wurde das Pumpmittel nicht dargestellt. Herkömmliche Speisedurchgänge 90A, 90B und 90C schneiden die axiale Bohrung 86 und erstrecken sich radial, um das unter Druck stehende Schmier- und Kühlfluid an die Planetenrad-Teilsätze 32 und 34 abzugeben. Zumindest ein zusätzlicher radialer Versorgungsdurchgang 90D kann in ähnlicher Weise Schmier- und Kühlfluid durch einen radialen Speisedurchgang 91, der die Hohlwelle 84 radial einwärts des Planetenrad-Teilsatzes 36 durchdringt, an den dritten Planetenrad-Teilsatz 36 abgeben.
Einzigartig im vorliegenden Konzept sind die radialen Speisedurchgänge 92A und 92B, die die Antriebswelle 40 bzw. die zentrale Hauptwelle 38 durchdringen.
Wie aus den vorstehenden beiden Absätzen ersichtlich, kann ein/e bestimmtes/e Bauelement, Komponente oder Anordnung an mehr als einer Position verwendet werden. Wenn allgemeinen Bezug auf diesen Typ von Bauelement, Komponente oder Anordnung genommen wird, wird eine gemeinsame numerische Bezeichnung verwendet. Wenn jedoch eine/s der so gekennzeichneten Bauelemente, Komponenten oder Anordnungen einzeln gekennzeichnet sein soll, wird darauf mit einem Buchstaben-Suffix, der in Kombination mit der numerischen Bezeichnung zur allgemeinen Kennzeichnung dieses/dieser Bauelements, Komponente oder Anordnung verwendet wird, Bezug genommen. Somit gibt es zumindest vier radiale Speisedurchgänge, die im Allgemeinen durch die Bezugsziffer 90 gekennzeichnet sind, aber die spezifischen, einzelnen radialen Speisedurchgänge sind daher in der Beschreibung und auf den Zeichnungen mit 90A, 90B, 90C und 90D gekennzeichnet. In ähnlicher Weise gibt es zumindest zwei radiale Speisedurchgänge, die im Allgemeinen durch die Bezugsziffer 92 gekennzeichnet sind, aber die spezifischen, einzelnen radialen Speisedurchgänge sind daher in der Beschreibung und auf den Zeichnungen mit 92A und 92B gekennzeichnet. Diese gleiche Suffixkonvention soll über die gesamte Beschreibung verwendet werden.
Wie in den 1 und 4 wie auch teilweise in 2 gezeigt, umfasst die Schmier- und Kühlanordnung 10 eine Stegplatte 94, die sich radial von ihrer ringförmigen innersten Fläche 96 zu einem Zwischenkranz 98 in Form eines Kreisringes, der in Bezug auf die Innenfläche 96 der Stegplatte 94 radial auswärts angeordnet ist, erstreckt. Ein Flansch um den Umfang, im Allgemeinen durch die Bezugsziffer 100 gekennzeichnet, kann in Bezug auf die Stegplatte 94 axial versetzt sein und sich von dem Zwischenkranz 98 radial auswärts erstrecken. Das radial äußere Ende des Flansches 100 um den Umfang stellt einen Begrenzungsrand 102 dar, der mit der zylindrischen Innenfläche 104 der Getriebewand 24 in Eingriff treten kann.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, kann der radiale Speisedurchgang 92A in einer ringförmigen Speisekammer 106 enden. Unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1, 2 und 4 durchdringt/en ein oder mehrere Verteilungsdurchgang / -gänge 108 eine ringförmige Innenfläche 109 der Stegplatte 94. Die ringförmige Fläche 109 kann in Bezug auf die ringförmige innerste Fläche 96 radial versetzt sein. Die Verteilungsdurchgänge 108 erstrecken sich radial auswärts, um entweder direkt mit einer ringförmigen Austragskammer 110, oder, wie dargestellt, indirekt durch eine Querbohrung 112 in Verbindung zu stehen. Insbesondere unter Bezugnahme auf die 1, 4, 5 und 6 kann die Austragskammer 110 in den Zwischenkranz 98, oder, wenn gewünscht, in die Stegplatte 94 radial einwärts des Zwischenkranzes 98 hinein vertieft angeordnet sein. In einer noch weiteren dargestellten Aufbauoption kann sich ein ringförmiger Flansch 114 axial auswärts von der Stegplatte 94 konzentrisch einwärts des Zwischenkranzes 98 erstrecken, um die Austragskammer 110 dazwischen zu definieren.
Unter fortgesetzter Bezugnahme insbesondere auf die 5 und 6 kann ein Sprühring 116 mit einem U-förmigen Querschnitt in der Austragskammer 110, die zwischen dem Zwischenkranz 98 und dem ringförmigen Flansch 114 angeordnet ist, einsetzbar aufgenommen sein. Der U-förmige Sprühring 116 weist zwei radial beabstandete ringförmige Seitenwände 118A und 118B auf, die durch eine quer verlaufende Basisplatte 120 verbunden sind. Wenn der Sprühring 116 in der Austragskammer 110 aufgenommen ist, definiert er eine axiale Wand für die Austragskammer 110. Ein radial innerer O-Ring 122A kann in einer Vertiefung 124A in der Seitenwand 118A des Sprührings 116 aufgenommen sein, um mit dem Flansch 114 in Eingriff zu treten und eine Dichtung zu bewirken, die in der Lage ist, den Durchgang von Fluid zwischen dem Sprühring 116 und dem Flansch 114 zu verhindern. Ein ähnlicher äußerer O-Ring 122B kann in einer Vertiefung 124B in der Seitenwand 118B des Sprührings 116 aufgenommen sein, um mit dem Zwischenkranz 98 in Eingriff zu treten und dadurch eine Dichtung zu bewirken, die in der Lage ist, den Durchgang von Fluid zwischen dem Sprühring 116 und dem Zwischenkranz 98 zu verhindern.
Der Sprühring 116 kann innerhalb der Austragskammer 110 zwischen dem Zwischenkranz 98 und dem Flansch 114 durch einen inneren Schnappring 126, der in einer ringförmigen Vertiefung 128 an dem Inneren des Zwischenkranzes 98 aufgenommen ist, gesichert sein.
Eine oder mehrere Öffnung/en 130 durchdringen die quer verlaufende Basisplatte 120 des Sprührings 116, um das Schmier- und Kühlfluid, das in der Austragskammer 110 aufgenommen wird, auf den Stator 22 und den Rotor 26 der ersten Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 10 zu sprühen.
Die Schmier- und Kühlanordnung 10 dreht sich nicht. Darüber hinaus verhindert das In-Eingriff-Treten ihres Begrenzungsrandes 102 mit der zylindrischen Innenfläche 104 der Getriebegehäusewand 24 eine seitliche Bewegung der Schmier- und Kühlanordnung 10 in Bezug auf die Achse (annähernd ausdehnungsgleich mit der Anordnung der zentralen Hauptwelle 38) des Getriebegehäuses 16. Als solches kann die Schmier- und Kühlanordnung 10 dazu dienen, den Rotor 26 der Leistungsaufnahme- und Lieferanordnung 18 gegen unerwünschte seitliche Bewegung oder Vibrationen in dem Gehäuse 16 zu stabilisieren. Zu diesem Zweck, und unter besonderer Bezugnahme auf die 1, 2, 4 und 6, kann die Schmier- und Kühlanordnung 10 mit einem Nabenabschnitt 132A versehen sein, dessen Inneres zumindest teilweise eine zylindrische Fläche 134A präsentiert, die sich axial von einer radial angeordneten Anschlagwand 136A erstreckt, um einen Lagerlaufring 138A aufzunehmen und zu positionieren. Eine stabilisierende Scheibe 140 ist an dem Rotor 26 gesichert und erstreckt sich radial einwärts von diesem, um eine zylindrische Bandfläche 142 (2) und eine sich radial erstreckende Anschlagwand 144, die einen Lagerlaufring 146A derart aufnimmt und positioniert, dass er konzentrisch einwärts in Bezug auf den Ring 138A angeordnet ist, um ein entsprechendes Lagerelement 148A dazwischen aufzunehmen, bereitzustellen. Nadellager 150 können zwischen der radialen innersten zylindrischen Fläche 152, die von der stabilisierenden Scheibe 140 präsentiert wird, und der axial abgestuften zylindrischen Außenfläche 50 an dem innen liegenden Endabschnitt 48 der Antriebswelle 40 vorgesehen sein.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 ist einzusehen, dass die Schmier- und Kühlanordnung 12 verwendet wird, um die gegenüberliegenden, zueinander weisenden Enden der Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten 18 und 20 zu schmieren und zu kühlen, während die Schmier- und Kühlanordnung 10 verwendet wird, um nur das gegenüberliegende Ende der Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 18 zu schmieren und zu kühlen. Demgemäß wäre es einfach möglich, zwei Schmier- und Kühleinheiten 10, die Rückseite an Rückseite in einer Weise angeordnet sind, die es diesen erlauben würde, die gegenüberliegenden zueinander weisenden Enden der Leistungaufnahme- und Liefereinheiten 18 und 20 zu schmieren und zu kühlen, zu ersetzen. Solch eine Anordnung würde selbstverständlich erfordern, dass die zentralen Hauptwelle 38 mit geeigneten Speisedurchgängen 90 versorgt würden, und dass ein Mittel wie z. B. der nachfolgend beschriebene Verbindungsdurchgang 154 zulässt, dass das unter Druck stehende Schmier- und Kühlfluid radial durch die Hohlwelle 84 strömt.
Zurückkehrend zu der Beschreibung der Schmier- und Kühlanordnung 12 kann diese auch eine sich radial erstreckende Stegplatte 156 nutzen, welche sich von ihrer radial innersten ringförmigen Fläche 158 radial auswärts zu einem Zwischenkranz 160 in der Form eines Kreisringes, der axial auswärts von der Stegplatte 156 vorragt, erstreckt. Ein Flansch 162 um den Umfang erstreckt sich von dem Zwischenkranz 160 radial auswärts, als wäre er eine Erweiterung der Stegplatte 156. Die radial äußere Erweiterung des Flansches 162 um den Umfang präsentiert einen Begrenzungsrand 164, der mit der zylindrischen Innenfläche 104 der Getriebegehäusewand 24 in Eingriff steht.
Wie die Schmier- und Kühlanordnung 10 dreht sich auch die Schmier- und Kühlanordnung 12 nicht. Darüber hinaus verhindert der Eingriff ihres Begrenzungsrandes 164 mit der zylindrischen Innenfläche 104 der Getriebegehäusewand 24 eine seitliche Bewegung der Schmier- und Kühlanordnung 12 in Bezug auf die Achse (annähernd ausdehnungsgleich mit der Anordnung der zentralen Hauptwelle 38) des Getriebegehäuses 16.
Als solches kann die Schmier- und Kühlanordnung 12 mit der Schmier- und Kühlanordnung 10 zusammenwirken, um den Rotor 26 der Leistungsaufnahme- und Lieferanordnung 18 zu stabilisieren. Das heißt, die Schmier- und Kühlanordnung 12 kann mit einem Nabenabschnitt 132B versehen sein, dessen Inneres (wie beim Nabenabschnitt 132A) zumindest teilweise eine zylindrische Fläche 134 präsentiert, die sich axial von einer radial angeordneten Anschlagwand 136 erstreckt, um einen Lagerlaufring 138B aufzunehmen und zu positionieren. Der Ausgleichsarm 80, der sich zwischen dem Rotor 26 und dem Kreisring 82 erstreckt, lagert einen Lagerlaufring 146B, der konzentrisch einwärts des Lagerlaufringes 138B angeordnet ist, um ein entsprechendes Lagerelement 148B dazwischen aufzunehmen.
Die Schmier- und Kühlanordnung 12 kann auch dazu dienen, die Stabilisierung des Rotors 30 in der Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 20 zumindest zu unterstützen. Das heißt, die Schmier- und Kühlanordnung 12 kann auch mit einem Nabenabschnitt 132C versehen sein, dessen Inneres ebenfalls (wie bei den Nabenabschnitten 132A und 132B) zumindest teilweise eine zylindrische Fläche 134 präsentiert, die sich axial von einer radial angeordneten Anschlagwand 136 erstreckt, um einen Lagerlaufring 138C aufzunehmen und zu positionieren. Die Hohlwelle 84, ist, wie vorstehend beschrieben, durch einen Arm 85 mit dem Rotor 30 derart verbunden, dass die Hohlwelle 84 einen Lagerlaufring 146C konzentrisch einwärts des Lagerlaufringes 138C angeordnet lagert, um ein entsprechendes Lagerelement 148C dazwischen aufzunehmen, um die Stabilisierung des Rotors 30 in der Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 20 gegen unerwünschte seitliche Bewegung oder Vibrationen in dem Gehäuse 16 zumindest zu unterstützen.
Wendet man sich dem von der Schmier- und Kühlanordnung 12 verwendeten Fluidverbindungsmittel zu, so kann zumindest ein Speisedurchgang 92B auch in einer ringförmigen Zufuhrkammer 166 enden, die die zentrale Hauptwelle 38 umgibt. Der Verbindungsdurchgang 154, der die Hohlwelle 84 durchdringt, ist vorzugsweise derart ausgerichtet, dass er mit der Speisekammer 166 in Verbindung steht, um so eine uneingeschränkte Strömung von unter Druck stehendem Fluid durch den Speisedurchgang 92B wie auch die Verbindungsdurchgänge 154 hinaus und in einen Verteilungsdurchgang 168, der sich durch die radial innerste ringförmige Fläche 158 an der Stegplatte 156 erstreckt, hinein zuzulassen. Der Verteilungsdurchgang 168 erstreckt sich radial auswärts durch die Stegplatte 156, um sich durch einen Flansch-Kreisring 170, der konzentrisch einwärts des Zwischenkranzes 160 angeordnet ist, zu öffnen.
Wie am besten in 3 zu sehen ist, kann sich ein erster Positionierungsflansch 172A radial einwärts von dem Zwischenkranz 160 erstrecken, gegenüber einem zweiten Positionierungsflansch 172B, der sich radial aus wärts von dem Kreisring 170 erstreckt. Der Zweck der Positionierungsflansche 172 wird nachfolgend in größerem Detail beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die Positionierungflansche 172 durch ein Gitter 173, das sowohl für die bauliche Integrität zwischen dem radial versetzten Zwischenkranz 160 und dem Kreisring 170 sorgt, während es auch den Durchgang von Fluid, insbesondere als Sprühnebel, hierdurch zulässt, zumindest an einem axialen Ende miteinander verbunden sein können.
Der in Verbindung mit der Schmier- und Kühlanordnung 12 dargestellte Sprühring 174 kann in der Tat einen miteinander verbundenen Verbund der beiden Rückseite an Rückseite angeordneten Sprühringe 116 umfassen. Als solches kann der Sprühring 174 eine radial innere ringförmige Seitenwand 176 und eine radial äußere ringförmige Seitenwand 178 aufweisen, von denen jede einen Kreisring umfassen kann, wobei die beiden ringförmigen Seitenwände 176 und 178 konzentrisch angeordnet sind. Eine quer verlaufende Basisplatte 180A kann an einem axialen Ende jeder Seitenwand 176 und 178 angeordnet sein, und eine zweite quer verlaufende Basisplatte 180B kann an dem anderen Ende jeder Seitenwand 176 und 178 angeordnet sein.
Die radial innerste Seite der inneren Seitenwand 176 kann mit einer ringförmigen Vertiefung versehen sein, die eine Sammelkammer 182 bildet. Ein oder mehrere Durchlass/Durchlässe 184 bewirkt/bewirken eine Verbindung zwischen der Sammelkammer 182 und der Austragskammer 185, die zwischen den konzentrischen Seitenwänden 176 und 178 angeordnet ist.
O-Ringe 186A und 186B können an entsprechenden vertieften Bändern 188A und 188B an den axial gegenüberliegenden Enden von und an der radial inneren Grenze der ringförmigen Seitenwand 176 aufgenommen sein, um nicht nur mit dem Kreisring 170, wodurch eine Dichtung bewirkt wird, die in der Lage ist, den axialen Durchgang von Fluid zwischen dem Sprühring 174 und dem Kreisring 170 zu verhindern, sondern auch zwischen den Endplatten 180 und entweder der Seitenwand 176 oder dem Flansch-Kreisring 170 in Eingriff zu treten. Ähnliche O-Ringe 190A und 190B können an entsprechenden vertieften Bändern 192A und 192B an den axial gegenüberliegenden Enden von und an der radial äußeren Grenze der ringförmigen Seitenwand 178 aufgenommen sein, um nicht nur mit dem Zwischenkranz 160, wodurch eine Dichtung bewirkt wird, die in der Lage ist, den axialen Durchgang von Fluid zwischen dem Sprühring 174 und dem Zwischenkranz 160 zu verhindern, als auch zwischen den Endplatten 180 und entweder der Seitenwand 178 oder dem Zwischenkranz 160 in Eingriff zu treten.
Der Sprühring 174 kann zwischen dem Zwischenkranz 160 und dem ringförmigen Flansch 170 durch einen inneren Schnappring 194, der in einer ringförmigen Vertiefung 196 an dem Inneren des Zwischenkranzes 160 aufgenommen ist, gesichert sein. Das heißt, der Schnappring 194 tritt in Kombination mit den Positionierungsflanschen 172A und 172B mit dem Sprühring 174 umspannend in Eingriff und sichert ihn gegen axiale Bewegung. An dieser Stelle sollte angemerkt werden, dass als eine alternative Anordnung ein zweiter Schnappring (nicht gezeigt) gegen die Positionierungsflansche 172A und 172B ausgetauscht sein kann.
Unabhängig davon, wie der Sprühring 174 gesichert ist, kann / können eine oder mehrere Sprühöffnung/en 198A die quer verlaufende Basisplatte 180A des Sprührings 174 durchdringen, um das in der Austragskammer 185 aufgenommene Schmier- und Kühlfluid auf den Stator 22 und den Rotor 26 der ersten Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 18 zu sprühen. In ähnlicher Weise kann/können eine oder mehrere Öff nung/en 198B die quer verlaufende Basisplatte 180B des Sprührings 174 durchdringen, um das in der Austragskammer 185 aufgenommene Schmier- und Kühlfluid auf den Stator 28 und den Rotor 30 der zweiten Leistungsaufnahme- und Liefereinheit 20 zu sprühen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 3A und 3B wird deutlich, dass eine Vielzahl von Sprühringstopfen 200 mit dem vereinheitlichten ringförmigen Sprühring 174 ersetzt sein kann. Als solches sind der Zwischenkranz 160 und der Kreisring 170 zu einem vereinheitlichten Kreisring 202, der mit einer Reihe von Bohrungen 204 versehen ist, die um den Umfang entlang eines Referenzkreises 206 beabstandet sind, miteinander verbunden. Jede Bohrung 204 endet in einer quer verlaufenden Halteschulter 208, die selbst von einer Verteilungsbohrung 210 durchdrungen ist, die, wenn es gewünscht, aufgeweitet sein kann, wie dargestellt.
Jeder einzelne Sprühringstopfen 200 kann eine zylindrische Außenwand 212 aufweisen, die in der Bohrung 204 aufgenommen sein kann, wobei eine Querbasisplatte 213 an einem Ende der Wand 212 ausgebildet ist, um in die Halteschulter 208 einzugreifen. Eine ringförmige Vertiefung 214 umgibt die Außenwand 212 in geringem Abstand von der Querbasisplatte 213, die mit der Halteschulter 208 in Eingriff steht, und ein O-Ring 216A ist in der Vertiefung 214 aufgenommen. An dem gegenüberliegenden Ende der Wand umgibt ein vertieftes Band 218 die Wand 212 und nimmt einen O-Ring 216B auf. Der Zweck der beiden O-Ringe 216 wird nachfolgend in größerem Detail beschrieben.
Die Wand 212 umgibt eine Austragskammer 220 und die Querbasisplatte 213 wird durch eine Sprühöffnung 221 durchdrungen. Eine Verschlussplatte 222, die von einer Sprühöffnung 224 durchdrungen ist, greift in das Ende der Wand 212 ein, an dem der O-Ring 216B angeordnet ist. Die Ver schlussplatte 22 sowie der Sprühringstopfen 200 in seiner Gesamtheit werden innerhalb der zylindrischen Bohrung 204 durch einen inneren Schnappring 226 gehalten, der entfernbar innerhalb einer ringförmigen Vertiefung 228 in der Bohrung 204 aufgenommen ist.
Der Mittelabschnitt der Außenfläche an der Außenwand 212 kann von einer sich axial erstreckenden Vertiefung 230 umgeben sein, die als eine Sammelkammer dient, welche sich nicht nur radial zwischen der Außenwand 212 des Sprühringstopfens 200 und der Fläche der Bohrung 204, sondern auch axial zwischen den O-Ringen 216A und 216B erstreckt. Ein oder mehrere Durchlass / Durchlässe 232 durchdringt / durchdringen die Außenwand 212, um eine Verbindung zwischen der Sammelkammer 230 und der Austragskammer 220 zu bewirken.
An dieser Stelle ist einzusehen, dass die O-Ringe 216 nicht nur die Sammelkammer 230 zwischen der äußeren ringförmigen Wand 212 und der Bohrung 204, sondern auch die Austragskammer 220, insbesondere an der Verbindungsstelle der Verschlussplatte 222 mit der ringförmigen Außenwand 212 gegen Fluidverlust abdichten.
Eine bevorzugte bauliche Anordnung wurde vordem offen gelegt, durch die das unter Druck stehende Schmier- und Kühlfluid nicht nur an die Planetenrad-Teilsätze 32, 34 und 36, sondern auch an die Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten 18 und 20 durch Versorgungsbohrungen 86 und 88 in der zentralen Hauptwelle 38 bzw. der Antriebswelle 40 verteilt wird. Die Versorgungsbohrungen 86 und 88 in den axialen Wellen 38 und 40 werden gemeinsam verwendet, um das Schmierfluid an die Planetenrad-Teilsätze zu liefern.
Es liegt jedoch ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, eine Versorgungsbohrung 236 (7) zu verwenden, die in einem Verteiler 238 vorgesehen ist, der sich entlang der Außenfläche 240 der Getriebegehäusewand 24 erstreckt. Die axiale Ausdehnung des Verteilers 238 wie auch das Ausmaß, in dem der Verteiler die Getriebegehäusewand 24 um den Umfang umgibt, wird von der gewünschten Anzahl von Positionen abhängig sein, an denen das Schmier- und Kühlfluid in die abgewandelten Schmier- und Kühlanordnungen 10A und 12A eingeleitet werden soll.
An dieser Stelle sollte erklärt werden, dass, wenn zwei ziemlich ähnliche, oder nahezu identische bauliche Komponenten sich nur durch relativ wenige bauliche Unterschiede voneinander unterscheiden, die weitgehend ähnlichen Komponenten durch die gleichen numerischen Bezeichnungen gekennzeichnet sind, auch wenn die Unterschiede deutlich sind. Die erste zu beschreibende Komponente ist einfach durch eine einzelne numerische Bezeichnung gekennzeichnet, aber das zweite zu beschreibende ähnliche Bauelement trägt die gleiche numerische Bezeichnung in Kombination mit einem Buchstabenindex. Daher sollen, während die Sprühringanordnungen in 1 durch die numerischen Bezeichnungen 10 und 12 gekennzeichnet sind, die weitgehend ähnlichen aber unterschiedlichen in 7 dargestellten Sprühringanordnungen mit 10A bzw. 12A gekennzeichnet werden. Jene in beiden Anordnungen 10 und 10A enthaltenen gemeinsamen baulichen Merkmale wie auch die in beiden Anordnungen 12 und 12A enthaltenen gemeinsamen baulichen Merkmale sollen durch die gleiche numerische Bezeichnung gekennzeichnet werden, aber jene Merkmale, die die unterscheidenden Elemente bilden, sollen ihre eigene eindeutige numerische Bezeichnung tragen.
Bevor mit der genauen Beschreibung der Anordnungen 10A und 12A fortgefahren wird, sollte angemerkt werden, dass unabhängig davon, ob die Versorgungsbohrungen in den Wellen 38 und 40 oder in dem Verteiler 238 angeordnet sind, das Schmier- und Kühlfluid durch eine gut bekannte Pumpe, nicht gezeigt, unter Druck gesetzt werden kann.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 7 und die Beschreibung der Schmier- und Kühlanordnung 10A durchdringt ein Speisedurchlass 242A den Verteiler 238 in Ausrichtung mit einem Verbindungsdurchgang 244A, der die Gehäusewand 24 durchdringt. Ein Verteilungsdurchgang 246A durchdringt den Begrenzungsrand 102 des Flansches 100 um den Umfang in allgemeiner Ausrichtung mit dem Verbindungsdurchgang 244A und erstreckt sich radial einwärts durch die Stegplatte 94, um die Querbohrung 112, die die Austragskammer 110 speist, zu schneiden. Abgesehen von dem vorstehend beschriebenen Fluidverbindungsmittel kann die Schmier- und Kühlanordnung 10A ansonsten identisch mit der Schmier- und Kühlanordnung 10 sein.
Wendet man sich nunmehr der auch in 7 dargestellten Schmier- und Kühlanordnung 12A zu, so durchdringt ein Speisedurchlass 242B den Verteiler 238 in Ausrichtung mit einem Verbindungsdurchgang 244B, der die Gehäusewand 24 durchdringt. Ein Verteilungsdurchgang 246B durchdringt den Begrenzungsrand 164 des Flansches 162 um den Umfang in Ausrichtung mit dem Verbindungsdurchgang 244B und erstreckt sich radial einwärts, um eine ringförmige Vertiefung in der äußeren Seitenwand 178, die eine Sammelkammer 248 bildet, zu schneiden. Ein oder mehrere Durchlass / Durchlässe 250 bewirkt / bewirken eine Verbindung zwischen der Sammelkammer 248 und der Austragskammer 185. Abgesehen von dem in diesem Abschnitt beschriebenen Fluidverbindungsmittel kann die Schmier- und Kühlanordnung 12A ansonsten identisch mit der Schmier- und Kühlanordnung 12 sein und wird daher dazu dienen, die gegenüberliegenden Enden der Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten 18 und 20 zu schmieren und zu kühlen.
ZUSAMMENFASSUNG
Wie gezeigt und beschrieben wird ein Vielfalt von Fluidverbindungsmitteln verwendet, um Schmier- und Kühlfluid von einer gut bekannten Pumpe zu den vorstehend beschriebenen Austragskammern zu übertragen, die den gewünschten Sprühnebel durch die Öffnungen in den verschiedenen in den gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen der Schmier- und Kühlanordnungen enthaltenen Sprühringen bewirken. In der ersten Ausführungsform der in 1 dargestellten Schmier- und Kühlanordnung 10 umfasst das Fluidverbindungsmittel die aufeinander folgenden Durchgänge von der Versorgungsbohrung 88 zu der Austragskammer 110 – d. h., die sich radial erstreckenden Speisedurchgänge 92A in der Antriebswelle 40, die Speisekammer 96, einen oder mehrere Verteilungsdurchgang / -durchgänge 108 und die optionale Querbohrung 112 in der Stegplatte 94.
In der zweiten Ausführungsform der in 1 dargestellten Schmier- und Kühlanordnung 12 umfasst das Fluidverbindungsmittel die aufeinander folgenden Durchgänge von der Versorgungsbohrung 86 zu der Austragskammer 185 – d. h., den radialen Speisedurchgang 92B in der zentralen Hauptwelle 38 und einen oder mehrere Verteilungsdurchgang / -durchgänge 168 in der Stegplatte 162.
In 7 umfasst das Fluidverbindungsmittel die aufeinander folgenden Durchgänge von der Versorgungsbohrung 236 und durch die Speisedurchlässe in dem Verteiler 238, wie auch die Verbindungsdurchgänge 244 in der Getriebegehäusewand 24 und in die Verteilungsdurchgänge 246 in der Stegplatte 162 hinein zu der Austragskammer 185. Es kann natürlich notwendig sein, einen getrennten Verteilungsdurchgang für jede der Austragskammern 110 oder 185 zu verwenden.
SCHLUSS
Während nur eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offen gelegt ist, ist einzusehen, dass die Konzepte der vorliegenden Erfindung zahlreiche einem Fachmann offensichtliche Änderungen erfahren können. Daher ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen Details beschränkt, sondern soll alle Variationen und Abwandlungen, die innerhalb des Umfangs der beiliegenden Ansprüche liegen, umfassen.

Claims

Schmier- und Kühlanordnung (10, 10A, 12, 12A), die insbesondere zur Verwendung mit Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten (18, 20) ausgebildet ist, die ein Getriebe (32, 34, 36) konzentrisch umgeben und mit dem Gehäuse (16, 24) eines Fahrzeuggetriebes (14) umgeben sind, wobei die Anordnung umfasst: eine Quelle für unter Druck stehendes Schmier- und Kühlfluid; eine Stegplatte (94, 156), die sich quer von dem Getriebegehäuse erstreckt; wobei die Stegplatte einen Außenkranz (102, 164) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er mit dem Getriebegehäuse in Eingriff stehen kann; eine Austragskammer (110, 185, 220), die in Verbindung mit der Stegplatte vorgesehen und in der Nähe des Außenkranzs angeordnet ist; ein Fluidverbindungsmittel (92A, 92B, 106, 108, 112, 166, 168, 242A, 242B, 244A, 244B, 246A, 246B), das die Stegplatte durchdringt, um unter Druck stehendes Fluid von der Quelle für unter Druck stehendes Schmier- und Kühlfluid an die Austragskammer zu übertragen, wobei das unter Druck stehende Fluid ferner von der Quelle für unter Druck stehendes Schmier- und Kühlfluid an das konzentrisch umgebene Getriebe (32, 34, 36) übertragen wird; einen oder mehrere Sprühringe (116, 174, 200) mit einem Bauabschnitt, der zumindest eine Wand der Austragskammer definiert; und eine oder mehrere Öffnungen (130, 198A, 198B, 221, 224), die diesen Abschnitt des Sprührings durchdringen, der eine Wand der Austragskammer definiert, um einen Sprühnebel des Schmier- und Kühlfluides auf eine oder mehrere der Leistungsaufnahme- und Liefereinheiten, die in der Nähe des Sprührings angeordnet sind, abzugeben.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 1, ferner mit: einem Zwischenkranz (98, 160) in der Form eines Kreisringes, der sich axial von der Stegplatte in allgemeiner Nähe zu dem Außenrand erstreckt; einem ringförmigen Flansch (114, 170), der konzentrisch einwärts des Zwischenkranzes angeordnet ist und sich auch axial auswärts der Stegplatte erstreckt; wobei die Austragskammer zumindest teilweise zwischen dem Zwischenkranz und dem ringförmigen Flansch angeordnet ist.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 2, wobei der Sprühring umfasst: konzentrisch beabstandete ringförmige Seitenwände (118A, 118B, 176, 178), die durch eine quer verlaufende Basisplatte (120, 180A, 180B) miteinander verbunden sind, um einen U-förmigen Querschnitt vorzusehen; wobei die Basisplatte mit einer oder mehreren der Öffnungen versehen ist; ein Dichtungsmittel (122A, 122B, 186A, 186B, 190A, 190B) das zwischen den ringförmigen Seitenwänden des Sprühringes und dem Zwischenkranz wie auch dem ringförmigen Flansch angeordnet ist; und einem Mittel (126, 194), um den Sprühring zwischen dem Zwischenkranz und dem ringförmigen Flansch zu befestigen.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 1, ferner mit: einem Zwischenkranz (160) in der Form eines Kreisringes, der sich axial von der Stegplatte in allgemeiner Nähe zu dem Außenrand erstreckt; einem ringförmigen Flansch (170), der konzentrisch einwärts dem Zwischenkranz angeordnet ist und sich auch axial auswärts der Stegplatte erstreckt; einem ersten Positionierungsflansch (172A), der sich radial einwärts von dem Zwischenkranz erstreckt; einem zweiten Positionierungsflansch (172B), der sich radial auswärts von dem ringförmigen Flansch erstreckt; wobei die Positionierungsflansche durch ein Gitter (173) miteinander verbunden sind, um die bauliche Integrität zwischen dem Zwischenkranz und dem ringförmigen Flansch vorzusehen, während der Durchgang von Fluid zwischen diesen zugelassen wird; wobei der Sprühring radial innere und radial äußere ringförmige Seitenwände (176, 178) aufweist; wobei jede der Seitenwände ein erstes und zweites axiales Ende aufweist; einer Querbasisplatte (180A, 180B), die an jedem axialen Ende der Seitenwände angeordnet ist; wobei jede Basisplatte von einer oder mehreren Öffnungen (198A, 198B) durchdrungen ist; wobei die Austragskammer radial zwischen den ringförmigen Seitenwänden angeordnet ist; wobei das Fluidverbindungsmittel nicht nur eine Sammelkammer (182), die in zumindest einer ringförmigen Seitenwand auf der bezüglich der Austragskammer gegenüberliegenden radialen Seite der Seitenwand vertieft ist, sondern auch einen oder mehrere Durchlässe (184) umfasst, die eine Verbindung zwischen den Sammel- und Austragskammern ermöglichen; und einem Abdichtungsmittel (186A, 186B, 190A, 190B), das zwischen den Seitenwänden des Sprühringes und zumindest einem Anteil des Zwischenkranzes, des ringförmigen Flanschs und der Basisplatten angeordnet ist.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 4, wobei: die axialen Enden an den ringförmigen Seitenwänden des Sprühringes vertiefte Bänder (188A, 188B, 192A, 192B) gegenüberliegend dem benachbarten Zwischenkranz und dem benachbarten ringförmigen Flansch aufweisen; und ein Abdichtungsmittel (186A, 186B, 190A, 190B) an den vertieften Bändern aufgenommen ist, um in die benachbarten Flächen der Basisplatten wie auch den benachbarten Zwischenkranz und den ringförmigen Flansch einzugreifen.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 1, ferner mit: einem vereinheitlichten Kreisring (202), der radial einwärts bezüglich des Außenkranzes der Stegplatte angeordnet ist und sich axial von der Stegplatte erstreckt; einer Vielzahl von Bohrungen (204), die um den Umfang entlang eines Referenzkreises (206) an der axialen Ausdehnung beabstandet sind, zu der der vereinheitliche Kreisring sich axial von der Stegplatte erstreckt; wobei jede Bohrung in einer quer verlaufenden Halteschulter (208) endet; und wobei jede Bohrung derart ausgebildet ist, um einen Sprühringstopfen (200) aufzunehmen.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 6, wobei: jeder der Sprühringstopfen eine zylindrische Außenwand (212) aufweist, die eine Austragskammer umgibt; ein Ende der Austragskammer in einer Querbasisplatte (213) endet, die von einer Öffnung (221) durchdrungen ist; wenn der Sprühringstopfen funktionell in der Bohrung aufgenommen ist, das axiale Ende des Sprühringstopfens, an dem die Querbasisplatte angeordnet ist, mit der Halteschulter in Eingriff steht; eine Verschlussplatte (222), die ebenfalls von einer Öffnung (224) durchdrungen ist, das Ende der Austragskammer gegenüberliegend der Querbasisplatte definiert; und Mittel (226) selektiv vorgesehen sind, um den Sprühringstopfen in der Bohrung und in Eingriff mit der Halteschulter zu sichern.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 7, ferner mit: einer Sammelkammer (230), die in dem Außenbereich der Außenwand vertieft ist; und wobei die Sammelkammer mit der Austragskammer durch ein Durchlassmittel (232) in Verbindung steht, das die Außenwand durchdringt.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 8, ferner mit: einer Vertiefung (214), die die Außenwand zwischen der Basisplatte und der Sammelkammer umgibt; und einem Abdichtungsmittel (216A), das in der Vertiefung aufgenommen ist, um Fluid daran zu hindern, von der Sammelkammer entlang der Bohrung in Richtung des Endes des Sprühringstopfens, das durch die Basisplatte definiert ist, zu strömen.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 9, wobei ein vertieftes Band (218) die Außenwand benachbart der Verschlussplatte umgibt, ein Dichtungsmittel (216B) in dem vertieften Band aufgenommen ist, um einen Durchgang von Fluid von der Sammelkammer entlang der Bohrung in Richtung des axialen Endes des Sprühringstopfens, das durch die Verschlussplatte definiert ist, zu verhindern, wie auch eine Fluidströmung zwischen der Außenwand und der Verschlussplatte zu verhindern.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Nabe (132A, 132B, 132C) mit einer ringförmigen Fläche (109, 158), die zumindest einen Abschnitt ihrer radial inneren Grenze definiert; wobei die radial innere Fläche der Nabe ein Schaft- bzw. Wellenmittel (38, 40) umgibt, das sich bezüglich des Getriebegehäuses axial erstreckt; zumindest einer Versorgungsbohrung (86, 88), die sich axial von dem Wellenmittel erstreckt; und radialen Speisedurchgängen (92A, 92B), die jede Versorgungsbohrung mit dem Fluidverbindungsmittel verbinden, das die Stegplatte durchdringt.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 11, wobei: die Speisedurchgänge mit dem Fluidverbindungsmittel durch die ringförmige Fläche verbunden sind, die einen Anteil der radial inneren Grenze der Nabe definiert.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 12, wobei das Fluidverbindungsmittel umfasst: zumindest einen Verteilungsdurchgang (108, 168), der sich zwischen der ringförmigen Fläche, die eine radial innere Grenze der Nabe definiert, und der Austragskammer erstreckt.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 13, wobei: eine Querbohrung (112) zwischen zumindest einem radial orientierten Verteilungsdurchgang und der Austragskammer verbunden ist.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 1, wobei: das Gehäuse eine Außenwand (24) mit einer Außenfläche (240) aufweist; ein Verteiler (238) sich zumindest teilweise entlang der Außenfläche der Außenwand des Getriebes erstreckt; eine Versorgungsbohrung (236) sich in dem Verteiler erstreckt; ein Speisedurchlass (242A, 242B) den Verteiler zur Verbindung mit der Versorgungsbohrung darin durchdringt; und zumindest ein Verbindungsdurchgang (244A, 244B) die Außenwand des Getriebegehäuses zur Verbindung zwischen dem Speisedurchlass und dem Fluidverbindungsmittel in der Stegplatte durchdringt.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 15, wobei: das Fluidverbindungsmittel einen Verteilungsdurchgang (246A, 246B) umfasst, der den Außenkranz der Stegplatte zur Verbindung mit einer Austragskammer durchdringt.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 16, wobei: eine Querbohrung (112) zwischen dem Verteilungsdurchgang und der Austragskammer angeordnet ist.
Schmier- und Kühlanordnung nach Anspruch 16, wobei: das Fluidverbindungsmittel eine Sammelkammer (248) umfasst, die mit dem Verteilungsdurchgang in Verbindung steht; und die Sammelkammer mit der Austragskammer durch das Durchlassmittel (250) in Verbindung steht.