EP4445048A1 - Getriebe mit einer ölzufuhr zwischen zwei getrieberäumen; sowie verfahren zum betrieb des getriebes - Google Patents

Getriebe mit einer ölzufuhr zwischen zwei getrieberäumen; sowie verfahren zum betrieb des getriebes

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Publication number
EP4445048A1
EP4445048A1 EP22803165.4A EP22803165A EP4445048A1 EP 4445048 A1 EP4445048 A1 EP 4445048A1 EP 22803165 A EP22803165 A EP 22803165A EP 4445048 A1 EP4445048 A1 EP 4445048A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
transmission
oil
space
receiving space
housing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP22803165.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc Helfer
Felix VOGEL
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4445048A1 publication Critical patent/EP4445048A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/045—Lubricant storage reservoirs, e.g. reservoirs in addition to a gear sump for collecting lubricant in the upper part of a gear case
    • F16H57/0453—Section walls to divide a gear sump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H57/0476—Electric machines and gearing, i.e. joint lubrication or cooling or heating thereof
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    • F16H57/0482—Gearings with gears having orbital motion
    • F16H57/0483—Axle or inter-axle differentials

Definitions

  • the invention relates to a transmission for a drive train of a motor vehicle, with a housing and a differential unit arranged in a receiving space (first transmission space) of the housing, also on an underside of the housing, viewed in relation to a planned installation position (of the transmission) in the gravitational field , An oil collecting space is arranged.
  • the invention also relates to a method for operating this transmission.
  • EP 3 534 042 A1 discloses a drive train of a motor vehicle with a transmission.
  • a collection container is provided in a housing of the transmission, which stores lubricating oil.
  • a supply path is further provided in this case for supplying the lubricating oil, which is supplied by a differential gear mechanism during reverse running of the automobile.
  • an outlet passage which is connected to an outlet port of an oil pump, is also connected to the catch tank.
  • the object of the present invention to provide a transmission whose efficiency losses caused during operation by a coolant and/or lubricant delivery are reduced, while at the same time an adequate oil supply is ensured for a long service life of the transmission.
  • this is achieved in that the oil collection space is spatially separated from the receiving space by an intermediate wall and is connected (hydraulically) directly to the receiving space by means of a connecting channel introduced in the intermediate wall.
  • the oil collecting space in particular on the part of its intermediate wall, is formed by a plastic component inserted in the housing. That plastic component is fixed in the housing, for example in a positive and/or non-positive manner. As a result, the manufacturing effort for producing the intermediate wall is significantly reduced.
  • the oil collection space is arranged at least in sections below the receiving space (again considered in relation to the gravitational field), a reliable functioning of the transmission is made possible.
  • the receiving space forms/has a circumferential oil collecting channel on its radial outside, within which oil collecting channel an external toothing of an input wheel of the differential unit is attached. is arranged. This ensures that the input gear of the differential forms the component that simultaneously distributes and transports the oil in the receiving space. This ensures the functionality accordingly.
  • the connecting channel is arranged radially at the level of the oil collecting rail, more preferably radially at the level of a widened area of the input wheel that has the external toothing.
  • an intermediate gear assigned to the differential unit and/or operatively connected to the differential unit is arranged in the receiving space and there is an opening in the housing or in a component forming the partition wall, which opening connects the oil collecting space with the receiving space in the area of the intermediate gear .
  • a radial gap between an inside of the housing/accommodating space and the external toothing has a height of between 1 mm and 5 mm. This further reduces the amount of oil required during operation.
  • a pump is integrated in the oil collection space and/or an intake side of the pump is connected to the oil collection space.
  • the pump is particularly preferably a non-reversible pump. This in turn further simplifies the manufacturing effort.
  • the efficiency of the drive is further increased if the pump is connected to a cooling circuit flowing through an electric machine.
  • gear chamber is even formed directly by the oil collecting chamber or, conversely, the oil collecting chamber is formed directly by the gear chamber, the effort involved in manufacturing the gear is further reduced.
  • the invention relates to a method for operating a transmission according to the invention according to at least one of the previously described embodiments, with the differential unit rotating, an oil level built up in the oil collection chamber being kept above the connecting channel.
  • an oil supply is implemented between two gear chambers (receiving chamber and oil collecting chamber) that are provided separately from one another. There is an opening (connecting channel) between the two gear chambers for optimal lubrication in the separate gear chambers.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a transmission according to the invention implemented according to a preferred exemplary embodiment, a differential unit of the transmission being shown in section in the longitudinal direction and a hydraulic connection of a receiving space accommodating the differential unit to an oil collecting space by means of a connecting channel being clearly visible,
  • FIG. 2 shows a detailed view of FIG. 1 in the area of the connecting channel
  • 3 shows a perspective view of the transmission from FIG. 1 from an outside, the transmission being shown partially in section, so that an intermediate wall spatially separating the oil collecting space relative to the receiving space can be seen
  • FIG. 2 shows a detailed view of FIG. 1 in the area of the connecting channel
  • 3 shows a perspective view of the transmission from FIG. 1 from an outside, the transmission being shown partially in section, so that an intermediate wall spatially separating the oil collecting space relative to the receiving space can be seen
  • FIG. 2 shows a detailed view of FIG. 1 in the area of the connecting channel
  • 3 shows a perspective view of the transmission from FIG. 1 from an outside, the transmission being shown partially in section, so that an intermediate wall spatially separating the oil collecting space relative to the receiving space can be seen
  • FIG. 2 shows a detailed view of FIG. 1 in the area of the connecting channel
  • 3 shows a perspective view of the transmission from FIG. 1 from an outside, the transmission being shown partially in section, so
  • FIG. 4 shows a further sectional view of the partially illustrated transmission according to FIG. 1, the sectional plane now being selected in such a way that further transmission components can be seen in addition to the differential unit.
  • a transmission 1 according to the invention according to a preferred embodiment can be seen in its entirety.
  • the transmission 1 has a differential unit 4 .
  • the differential unit 4 is coupled in the usual way on the input side to other transmission components, which are generally identified here as an additional transmission unit 14, and are further connected on the output side to the wheels of the motor vehicle.
  • the differential unit 4 has an input wheel 12 forming the input.
  • the respective output shaft 19a, 19b (output) of the differential unit 4, which is further connected to a wheel of the motor vehicle, can also be seen particularly well in FIG.
  • the transmission 1 has the further transmission unit 14 having further gearwheel stages.
  • the transmission 1 is preferably designed as a multi-speed transmission/manual transmission and can therefore be coupled to the input wheel 12 via a number of different gear ratios.
  • the transmission 1 is more preferably designed as a hybrid transmission and therefore in a particularly preferred embodiment has an electric machine, not shown here for the sake of clarity, for driving the motor vehicle.
  • the electric machine is then preferably also used in the housing 2 of the transmission 1.
  • An output/rotor of the electrical machine is then preferably connected to the differential unit 4 by means of the transmission unit 14 .
  • the gear chamber 15 accommodating the gear unit 14 forms an oil collection chamber 6 .
  • This oil collection chamber 6 is formed on an underside 5 of the housing 2 in relation to the intended installation position of the transmission 1 as viewed in the gravitational field.
  • the oil collection chamber 6, also referred to as the oil sump, is therefore used during operation to collect and temporarily store a certain quantity of oil and is therefore provided at the lowest point of the housing 2.
  • a pump 13 which is only shown schematically here, is more preferably also used in the housing 2, in particular in the oil collection chamber 6, or is at least connected to this oil collection chamber 6 on the part of its suction line, which is not shown in detail for the sake of clarity. That pump 13 is then used to generate its own cooling circuit, which flows through the electrical machine. A certain oil level 16 for lubricating and cooling the corresponding components of the transmission 1 is therefore to be maintained in the oil collection chamber 6 .
  • the differential unit 4 is accommodated in a receiving space 3 which is spatially separated from the oil collecting space 6 and thus also from the gear space 15 .
  • the receiving space 3 therefore also forms a (first) gear space, which is separated from the (second) gear space 15 accommodating the gear unit 14 .
  • the differential unit 4 is connected to the transmission unit 14 via an intermediate gear wheel 22 , which is assigned to the differential unit 4 and is in direct meshing engagement with the input wheel 12 .
  • the intermediate gear 22 is still (at least partially) arranged in the receiving space. It is also indicated in connection with Fig. 4 that an opening 23 in the housing 2 or in which the intermediate wall 7 forming plastic component / component 17 is present, which opening 23 connects the oil collecting space 6 to the receiving space 3 in the area of the intermediate gear 22 .
  • An intermediate wall 7 is inserted axially between the receiving space 3 and the oil collecting space 6 .
  • That intermediate wall 7 is formed directly by a trough-shaped/curved, partially circumferential plastic component 17 .
  • That plastic component 17 is also connected to the gear chamber 15, as shown in FIG. 4, and thus also ensures that oil is supplied to the gear chamber 15.
  • the receiving space 3 is connected to the oil collecting space 6 through a connecting channel 8 introduced in the intermediate wall 7 to the underside 5 of the housing 2 .
  • That connecting channel 8 is dimensioned in such a way that when the transmission 1 is in operation and the differential unit 4 is rotating, it supplies the receiving space 3 with an amount of oil that also corresponds to an amount that is discharged/transported away by the input gear 12 .
  • the connecting channel 8 that, viewed in relation to an axis of rotation 20 of the differential unit 4, it is arranged at radial height (the radial direction is perpendicular to the axis of rotation 20) with the external teeth 11 of the input wheel 12.
  • the connecting channel 8 is arranged at the radial height of a thickened area 21 of the input wheel 12, which in turn directly forms the external teeth 11. That thickened area 21 is also arranged in a widened oil collecting channel 10 of the receiving space 3 .
  • the oil collection channel 10 directly forms the radial outside 9 of the receiving space 3 .
  • a radial gap 18 between the outside of the external teeth 11 and the inside of the housing 2 is preferably about 1 mm thick/high (radial dimension) in this area.
  • 1, 2 and 4 also show the filling state of the oil collection chamber 6 with oil that usually exists during operation. It can be seen here that according to a preferred method for operating the transmission 1, the corresponding supply devices, which are not shown here for the sake of clarity, and the pump 13 are operated in such a way that an oil level 16 within the oil collecting chamber 6 is higher/above the Connection channel 8 is / is held. This ensures that sufficient oil can be supplied to the receiving space 3 even when cornering accordingly.
  • the catch mechanism according to the invention is based on an oil production within the gear compartment of a gear 1, which can be designed as a standard gear or a hybrid gear.
  • a gear 1 which can be designed as a standard gear or a hybrid gear.
  • an oiling system is proposed here, in which the oil is thrown over the differential wheel (input wheel 12). The oil is then collected in one or more containers and distributed from there through the gearbox 1 to enable lubrication of the bearings, gears and shafts.
  • In transmission 1 there is an oil pump (pump 13) for cooling the electric machine(s). Pump 13 sucks the oil in the sump through an oil filter at the lowest point of gearbox 1.
  • the differential wheel is immersed in a trough (oil collection channel 10) which is separated from the transmission sump (oil collection chamber 6) by a partition (partition wall 7).
  • Two different oil levels can be built up using the transmission sump.
  • a higher oil level in the pump intake area (in oil collection chamber 6) guarantees that the intake is always immersed in oil, i.e. even when accelerating in curves.
  • a second space (receiving space 3) in the area of the differential gear is filled with a limited oil level. As a result, only the oil required to lubricate the gears and bearings is transported up. The result is an oiling system with limited churning losses, reduced drag torque and increased efficiency.
  • a special oil conveying mechanism is thus provided between gear spaces (receiving space 3 and oil collecting space 6/gear space 15).
  • the oil collection chamber 6 requires a higher oil level in order to ensure the suction capacity of the cooling circuit pump (pump 13) during cornering accelerations/the braking phase.
  • the differential wheel is located in the other room (accommodating room 3).
  • the differential requires permanent oil supply to ensure the function of the oiling system.
  • the opening is designed and dimensioned in such a way that all lubrication points of the transmission 1 receive the precisely required quantity of oil through the pump effect of the differential (differential unit 4).
  • the sum of the oil quantity required for all bearing lubrication points and gear wheel contacts takes place through this calibrated opening and the resulting coordinated oil delivery (via the input wheel 12).
  • the oiling takes place only with the required amount of oil and splashing losses are minimized.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Getriebe (1 ) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2) und einer, in einem Aufnahmeraum (3) des Gehäuses (2) angeordneten Differenzialeinheit (4), wobei ferner an einer Unterseite (5) des Gehäuses (2), in Bezug auf eine geplante Einbaulage im Gravitationsfeld betrachtet, ein Ölsammelraum (6) angeordnet ist, und wobei der Ölsammelraum (6) durch eine Zwischenwand (7) von dem Aufnahmeraum (3) räumlich separiert sowie mittels eines in der Zwischenwand (7) eingebrachten Verbindungskanals (8) direkt mit dem Aufnahmeraum (3) verbunden ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb dieses Getriebes (1 ).

Description

Getriebe mit einer Ölzufuhr zwischen zwei Getrieberäumen; sowie Verfahren zum Betrieb des Getriebes
Die Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse und einer, in einem Aufnahmeraum (erster Getrieberaum) des Gehäuses angeordneten Differenzialeinheit, wobei ferner an einer Unterseite des Gehäuses, in Bezug auf eine geplante Einbaulage (des Getriebes) im Gravitationsfeld betrachtet, ein Ölsammelraum angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb dieses Getriebes.
Gattungsgemäße Getriebe sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Diesbezüglich offenbart beispielsweise die EP 3 534 042 A1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Getriebe. Hierbei ist ein Auffangbehälter in einem Gehäuse des Getriebes vorgesehen, der Schmieröl speichert. Ein Zuführpfad ist des Weiteren in diesem Gehäuse zum Zuführen des Schmieröls eingebracht, welches durch einen Differenzialgetriebemechanismus während einer Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges eingebracht wird. Ein Auslasskanal, der mit einer Auslassöffnung einer Ölpumpe verbunden ist, ist des Weiteren ebenfalls mit dem Auffangbehälter verbunden.
Bei bisherigen Getriebeausführungen hat es sich herausgestellt, dass bestehende Übertragungsverluste insbesondere durch die erzeugten Schleppmomente bei einem Bewegen / Rotieren der Getriebebestandteile, wie der Differenzialeinheit, durch einen Ölsumpf des Getriebes entstehen. Zugleich sollen die einzelnen Bestandteile des Getriebes, wie Zahnräder, Lager und Wellen, ausreichend geschmiert / gekühlt werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe zur Verfügung zu stellen, dessen im Betrieb durch eine Kühl- und/oder Schmiermittelförderung verursachten Wirkungsgradverluste reduziert werden, wobei zugleich eine ausreichende Ölversorgung für eine Langlebigkeit des Getriebes sichergestellt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ölsammelraum durch eine Zwischenwand von dem Aufnahmeraum räumlich separiert sowie mittels eines in der Zwischenwand eingebrachten Verbindungskanals direkt mit dem Aufnahmeraum (hydraulisch) verbunden ist.
Dadurch ist es möglich, in dem zum Aufnahmeraum der Differenzialeinheit unmittelbar benachbarten Ölsammelraum (zweiter Getrieberaum) des Getriebegehäuses ein höheres Ölniveau im Betrieb aufrecht zu erhalten als im Aufnahmeraum selbst, um in dem Ölsammelraum ausreichend Öl zur Speicherung vorzuhalten, gleichzeitig die Differenzialeinheit innerhalb des Aufnahmeraums in einem möglichst geringen Ölniveau laufen zu lassen, um Schleppverluste zu vermeiden. Der Wirkungsgrad des Getriebes wird dadurch gesteigert.
Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Diesbezüglich ist es auch von Vorteil, wenn der Ölsammelraum, insbesondere seitens seiner Zwischenwand, durch einen in dem Gehäuse eingesetzten Kunststoffbestandteil ausgeformt ist. Jener Kunststoffbestandteil ist fest in dem Gehäuse, etwa formschlüssig und/oder kraftschlüssig, angebracht. Dadurch wird der Herstellaufwand zur Erzeugung der Zwischenwand deutlich reduziert.
Ist der Ölsammelraum zumindest abschnittsweise unterhalb des Aufnahmeraums (wiederum in Bezug auf das Gravitationsfeld betrachtet) angeordnet, wird eine verlässliche Funktionsweise des Getriebes ermöglicht.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Aufnahmeraum an seiner radialen Außenseite eine umlaufende Ölsammelrinne ausbildet / aufweist, innerhalb welcher Ölsam- melrinne eine Außenverzahnung eines Eingangsrades der Differenzialeinheit ange- ordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass das Eingangsrad des Differenzials unmittelbar jenen Bestandteil bildet, der zugleich das Öl im Aufnahmeraum verteilt und weiter befördert. Dadurch ist die Funktionalität entsprechend sichergestellt.
Zudem ist es zweckmäßig, wenn der Verbindungskanal radial auf Höhe der Ölsammelschiene, weiter bevorzugt radial auf Höhe eines die Außenverzahnung aufweisenden Verbreiterungsbereiches des Eingangsrades, angeordnet ist. Dadurch kann das im Betrieb in den Aufnahmeraum aus dem Ölsammelraum eintretende Öl direkt an die zur weiteren Förderung des Öls dienenden Bereiche des Eingangsrades gelangen. Dadurch ist es möglich, die Schleppverluste weiter zu reduzieren.
Vorteilhaft ist es auch, wenn in dem Aufnahmeraum ein der Differenzialeinheit zugeordnetes und/oder mit der Differenzialeinheit wirkverbundenes Zwischenzahnrad angeordnet ist und eine Öffnung in dem Gehäuse oder einem die Zwischenwand bildenden Bestandteil vorhanden ist, welche Öffnung den Ölsammelraum mit dem Aufnahmeraum im Bereich des Zwischenzahnrades verbindet.
Für eine möglichst effiziente Arbeitsweise ist es des Weiteren zweckmäßig, wenn ein Radialspalt zwischen einer Innenseite des Gehäuses / Aufnahmeraums und der Außenverzahnung eine Höhe von zwischen 1 mm und 5 mm aufweist. Dadurch wird die benötigte Ölmenge im Betrieb weiter reduziert.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn eine Pumpe in dem Ölsammelraum integriert ist und / oder eine Ansaugseite der Pumpe mit dem Ölsammelraum verbunden ist. Bei der Pumpe handelt es sich besonders bevorzugt um eine nicht reversierbare Pumpe. Dadurch ist der Herstellaufwand wiederum weiter vereinfacht.
Die Effizienz des Antriebs wird weiter erhöht, wenn die Pumpe mit einem eine elektrische Maschine durchströmenden Kühlkreislauf verbunden ist.
Zweckmäßig ist es auch, wenn benachbart zu dem Aufnahmeraum ein weiterer, zumindest eine weitere Getriebeeinheit aufnehmender Getrieberaum vorhanden ist, der zumindest hydraulisch mit dem Ölsammelraum verbunden ist. Dadurch werden im Betrieb durch dasselbe Öl weitere Getriebebestandteile effizient versorgt.
Ist der Getrieberaum gar unmittelbar durch den Ölsammelraum mit ausgebildet bzw. umgekehrt der Ölsammelraum unmittelbar durch den Getrieberaum mit ausgebildet, wird der Herstellaufwand des Getriebes weiter reduziert.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Getriebes nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, wobei bei rotierender Differenzialeinheit ein in dem Ölsammelraum aufgebautes Ölniveau oberhalb des Verbindungskanals gehalten wird.
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine Ölzufuhr zwischen zwei separat voneinander vorgesehenen Getrieberäumen (Aufnahmeraum und Öl- sammelraum) umgesetzt. Hierbei ist eine Öffnung (Verbindungskanal) zwischen den beiden Getrieberäumen für eine optimale Schmierung in den getrennten Getrieberäumen vorhanden.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umgesetzten, erfindungsgemäßen Getriebes, wobei eine Differenzialeinheit des Getriebes in Längsrichtung geschnitten dargestellt ist und eine hydraulische Verbindung eines die Differenzialeinheit aufnehmenden Aufnahmeraums mit einem Ölsammelraum mittels eines Verbindungskanal gut zu erkennen ist,
Fig. 2 eine Detailansicht der Fig. 1 im Bereich des Verbindungskanals, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Getriebes der Fig. 1 von einer Außenseite, wobei das Getriebe teilweise geschnitten dargestellt ist, sodass eine den Öl- sammelraum relativ zu dem Aufnahmeraum räumlich trennende Zwischenwand zu erkennen ist, sowie
Fig. 4 eine weitere Schnittansicht des teilweise abgebildeten Getriebes nach Fig. 1 , wobei die Schnittebene nun derart gewählt ist, dass neben der Differenzialein- heit weitere Getriebebestandteile zu erkennen sind.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Mit Fig. 4 ist zunächst ein erfindungsgemäßes Getriebe 1 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gesamtheitlich zu erkennen. Das Getriebe 1 weist eine Differen- zialeinheit 4 auf. Die Differenzialeinheit 4 ist auf übliche Weise eingangsseitig mit weiteren Getriebebestandteilen, die hier allgemein als weitere Getriebeeinheit 14 gekennzeichnet sind, gekoppelt, und ausgangsseitig mit Rädern des Kraftfahrzeuges weiter verbunden.
Die Differenzialeinheit 4 weist ein den Eingang ausbildendes Eingangsrad 12 auf. In Fig. 1 ist auch besonders gut die jeweilige mit einem Rad des Kraftfahrzeuges weiter verbundene Ausgangswelle 19a, 19b (Ausgang) der Differenzialeinheit 4 zu erkennen.
Neben der Differenzialeinheit 4 weist das Getriebe 1 die weitere Getriebeeinheit 14 aufweisend weitere Zahnradstufen auf. Vorzugsweise ist das Getriebe 1 als ein Mehrganggetriebe / Schaltgetriebe ausgebildet und somit über mehrere verschiedene Übersetzungsstufen mit dem Eingangsrad 12 koppelbar.
In diesem Zusammenhang sei prinzipiell auch darauf hingewiesen, dass das Getriebe 1 weiter bevorzugt als ein Hybridgetriebe ausgebildet ist und demzufolge in einer besonders bevorzugten Ausführung eine hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeuges aufweist. Die elektrische Maschine ist dann weiter bevorzugt ebenfalls in dem Gehäuse 2 des Getriebes 1 eingesetzt. Ein Ausgang / Rotor der elektrischen Maschine ist dann bevorzugt mittels der Getriebeeinheit 14 mit der Differenzialeinheit 4 verbunden.
Des Weiteren ist zu erkennen, dass jener die Getriebeeinheit 14 aufnehmende Getrieberaum 15 einen Ölsammelraum 6 ausbildet. Dieser Ölsammelraum 6 ist in Bezug auf die beabsichtigte Einbaulage des Getriebes 1 im Gravitationsfeld betrachtet zu einer Unterseite 5 des Gehäuses 2 ausgebildet. Der auch als Ölsumpf bezeichnete Ölsammelraum 6 dient somit im Betrieb zum Auffangen und zwischenzeitlichen Speichern einer gewissen Ölmenge und ist daher an der der untersten Stelle des Gehäuses 2 vorgesehen.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine hier lediglich schematisch angedeutete Pumpe 13 weiter bevorzugt ebenfalls in dem Gehäuse 2, insbesondere in dem Ölsammelraum 6 eingesetzt ist oder zumindest seitens ihrer der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Ansaugleitung mit diesem Ölsammelraum 6 verbunden ist. Jene Pumpe 13 dient dann zur Erzeugung eines eigenen Kühlkreislaufes, der die elektrische Maschine durchströmt. In dem Ölsammelraum 6 ist daher ein bestimmtes Ölniveau 16 zur Schmierung und Kühlung der entsprechenden Bestandteile des Getriebes 1 aufrechtzuerhalten.
Wie schließlich in Verbindung mit den Fign. 1 bis 3 detailliert zu erkennen, ist die Differenzialeinheit 4 in einem Aufnahmeraum 3 untergebracht, der räumlich von dem Öl- sammelraum 6 und somit auch von dem Getrieberaum 15 getrennt ist. Der Aufnahmeraum 3 bildet daher ebenfalls einen (ersten) Getrieberaum, der von dem die Getriebeeinheit 14 aufnehmenden (zweiten) Getrieberaum 15 separiert ist.
Die Differenzialeinheit 4 ist über ein der Differenzialeinheit 4 zugeordnetes, mit dem Eingangsrad 12 unmittelbar in Zahneingriff befindliches Zwischenzahnrad 22 mit der Getriebeeinheit 14 verbunden. Das Zwischenzahnrad 22 ist dabei noch in dem Aufnahmeraum (zumindest teilweise) angeordnet. Es ist ferner in Verbindung mit Fig. 4 angedeutet, dass eine Öffnung 23 in dem Gehäuse 2 bzw. dem die Zwischenwand 7 bildenden Kunststoffbestandteils / Bestandteils 17 vorhanden ist, welche Öffnung 23 den Ölsammelraum 6 mit dem Aufnahmeraum 3 im Bereich des Zwischenzahnrades 22 verbindet.
Axial zwischen dem Aufnahmeraum 3 und dem Ölsammelraum 6 ist eine Zwischenwand 7 eingesetzt. Jene Zwischenwand 7 ist unmittelbar durch einen rinnenförmigen / bogenförmigen, teilweise umlaufenden Kunststoffbestandteil 17 ausgeformt. Jener Kunststoffbestandteil 17 ist unter Betrachtung der Fig. 4 zugleich mit dem Getrieberaum 15 verbunden und sorgt somit auch für die Zufuhr von Öl in den Getrieberaum 15.
Der Aufnahmeraum 3 ist durch einen in der Zwischenwand 7 eingebrachten Verbindungskanal 8 zu der Unterseite 5 des Gehäuses 2 hin mit dem Ölsammelraum 6 verbunden. Jener Verbindungskanal 8 ist derart dimensioniert, dass er eine Ölmenge im Betrieb des Getriebes 1 bei rotierender Differenzialeinheit 4 dem Aufnahmeraum 3 zuführt, die zugleich einer Abführmenge / durch das Eingangsrad 12 abtransportierten Menge entspricht.
Es ist hinsichtlich der Position des Verbindungskanals 8 auch zu erkennen, dass dieser, in Bezug auf eine Drehachse 20 der Differenzialeinheit 4 gesehen, auf radialer Höhe (radial ist Richtung senkrecht zu der Drehachse 20) mit der Außenverzahnung 11 des Eingangsrades 12 angeordnet ist. Insbesondere ist der Verbindungskanal 8 auf radialer Höhe eines Verdickungsbereiches 21 des Eingangsrades 12, der wiederum die Außenverzahnung 11 unmittelbar ausbildet, angeordnet. Jener Verdickungsbereich 21 ist weiterhin in einer verbreiterten Ölsammelrinne 10 des Aufnahmeraums 3 angeordnet. Die Ölsammelrinne 10 bildet unmittelbar die radiale Außenseite 9 des Aufnahmeraums 3 aus. Ein Radialspalt 18 zwischen der Außenseite der Außenverzahnung 11 und der Innenseite des Gehäuses 2 ist in diesem Bereich vorzugsweise ca. 1 mm dick / hoch (radiales Maß) ausgebildet. ln Fig. 1 , Fig. 2 und Fig. 4 wird zudem der im Betrieb üblicherweise bestehende Befüll- zustand des Ölsammelraums 6 mit Öl dargestellt. Es ist hierbei zu erkennen, dass gemäß einem bevorzugten Verfahren zum Betrieb des Getriebes 1 die entsprechenden Zuführvorrichtungen, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellt sind, und die Pumpe 13 derart betrieben sind, dass ein Ölniveau 16 innerhalb des Ölsammelraums 6 höher / oberhalb des Verbindungskanals 8 liegt / gehalten wird. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei entsprechender Kurvenfahrt die ausreichende Ölzuführung in dem Aufnahmeraum 3 stattfinden kann.
Mit anderen Worten ausgedrückt, basiert der erfindungsgemäße Abfangmechanismus auf einer Ölförderung innerhalb des Getrieberaums eines Getriebes 1 , das als ein Standardgetriebe oder ein Hybridgetriebe ausgebildet sein kann. Als Grundprinzip ist hier ein Beölungssystem vorgeschlagen, bei dem das Öl über das Differentialrad (Eingangsrad 12) geschleudert wird. Anschließend wird das Öl in einem oder mehreren Behältern gesammelt und von dort aus durch das Getriebe 1 verteilt, um eine Schmierung der Lager, Zahnräder und Wellen zu ermöglichen. Im Getriebe 1 befindet sich eine Ölpumpe (Pumpe 13) für die Kühlung der E-Maschine/-n. Die Pumpe 13 saugt das Öl im Sumpf durch einen Ölfilter, am tiefsten Punkt des Getriebes 1.
Das Differentialrad ist in eine Wanne (Ölsammelrinne 10) eingetaucht, die über eine Trennwand (Zwischenwand 7) vom Getriebesumpf (Ölsammelraum 6) getrennt ist. Mittels des Getriebesumpfes können zwei unterschiedliche Ölniveaus aufgebaut werden. Ein höheres Ölniveau im Pumpen-Ansaugbereich (in Ölsammelraum 6) garantiert, dass die Ansaugung immer, d.h. auch bei Kurvenbeschleunigung, in Öl getaucht ist. Eine zweiter Raum (Aufnahmeraum 3) im Bereich des Differenzialrads ist mit einem begrenzten Ölniveau befüllt. Dadurch wird nur das benötigte Öl für die Schmierung der Zahnräder und Lager hochtransportiert. Es ergibt sich ein Beölungssystem mit begrenzten Planschverlusten, einem reduzierten Schleppmoment und erhöhtem Wirkungsgrad.
Erfindungsgemäß ist somit ein spezieller Ölförderungsmechanismus zwischen Getrieberäumen (Aufnahmeraum 3 und Ölsammelraum 6 / Getrieberaum 15) vorgesehen. Der Ölsammelraum 6 benötigt ein höheres Ölniveau, um die Ansaugfähigkeit der Kühlkreispumpe (Pumpe 13) während Kurvenbeschleunigungen / der Bremsphase zu gewährleisten. In dem weiteren Raum (Aufnahmeraum 3) befindet sich das Differenzialrad. Das Differenzial benötigt eine permanente Ölförderung, um die Funktion des Beölungssystems zu gewährleiten. Zwischen den beiden Getrieberäumen (Aufnahmeraum 3 und Ölsammelraum 6) besteht eine kalibrierte Öffnung (Verbindungskanal 8), der als Kommunikationskanal zwischen den beiden Getrieberäumen wirkt. Die Öffnung ist so ausgebil- det und dimensioniert, dass alle Schmierstellen des Getriebes 1 die genau erforderliche Ölmenge durch die Pumpenwirkung des Differenzials (Differenzialeinheit 4) erhalten. Die Summe der benötigten Ölmenge für alle Lageschmierstellen und Zahnradkontakte erfolgt durch diese kalibrierte Öffnung und die resultierend abgestimmte Ölförderung (über das Eingangsrad 12). Die Beölung erfolgt damit nur mit der erforderlichen Ölmenge und Planschverluste werden minimiert.
Bezuqszeichenliste
Getriebe
Gehäuse
Aufnahmeraum
Differenzialeinheit
Unterseite
Ölsammelraum
Zwischenwand
Verbindungskanal
Außenseite
Ölsammelrinne
Außenverzahnung
Eingangsrad
Pumpe
Getriebeeinheit
Getrieberaum
Ölniveau
Kunststoffbestandteil
Radialspalt a erste Ausgangswelle b zweite Ausgangswelle
Drehachse
Verdickungsbereich
Zwischenzahnrad
Öffnung

Claims

Patentansprüche Getriebe (1 ) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2) und einer, in einem Aufnahmeraum (3) des Gehäuses (2) angeordneten Differenzialeinheit (4), wobei ferner an einer Unterseite (5) des Gehäuses (2), in Bezug auf eine geplante Einbaulage im Gravitationsfeld betrachtet, ein Ölsammelraum (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölsammelraum (6) durch eine Zwischenwand (7) von dem Aufnahmeraum (3) räumlich separiert sowie mittels eines in der Zwischenwand (7) eingebrachten Verbindungskanals (8) direkt mit dem Aufnahmeraum (3) verbunden ist. Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ölsammelraum (6) zumindest abschnittsweise unterhalb des Aufnahmeraums (3) angeordnet ist. Getriebe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (3) an seiner radialen Außenseite (9) eine umlaufende Ölsammelrinne (10) aufweist, innerhalb welcher Ölsammelrinne (10) eine Außenverzahnung (11 ) eines Eingangsrads (12) der Differenzialeinheit (4) angeordnet ist. Getriebe (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (8) radial auf Höhe der Ölsammelrinne (10) angeordnet ist. Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufnahmeraum (3) ein der Differenzialeinheit (4) zugeordnetes und/oder mit der Differenzialeinheit (4) wirkverbundenes Zwischenzahnrad (22) zumindest teilweise angeordnet ist und eine Öffnung (23) in dem Gehäuse (2) oder einem die Zwischenwand (7) bildenden Bestandteil (17) vorhanden ist, welche Öffnung (23) den Ölsammelraum (6) mit dem Aufnahmeraum (3) im Bereich des Zwischenzahnrades (22) verbindet. Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ölsammelraum (6) eine Pumpe (13) integriert ist und/oder eine Ansaugseite der Pumpe (13) mit dem Ölsammelraum (6) verbunden ist. Getriebe (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (13) mit einem eine elektrische Maschine durchströmenden Kühlkreislauf verbunden ist. Getriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu dem Aufnahmeraum (3) ein weiterer, zumindest eine weitere Getriebeeinheit (14) aufnehmender Getrieberaum (15) vorhanden ist, der zumindest hydraulisch mit dem Ölsammelraum (6) verbunden ist. Getriebe (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Getrieberaum (15) unmittelbar den Ölsammelraum (6) mit ausbildet. Verfahren zum Betrieb eines Getriebes (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei bei rotierender Differenzialeinheit (4) ein in dem Ölsammelraum (6) aufgebautes Ölniveau (16) oberhalb des Verbindungskanals (8) gehalten wird.
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