WO2020083949A1 - Welle für ein kraftfahrzeuggetriebe - Google Patents

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WO2020083949A1
WO2020083949A1 PCT/EP2019/078780 EP2019078780W WO2020083949A1 WO 2020083949 A1 WO2020083949 A1 WO 2020083949A1 EP 2019078780 W EP2019078780 W EP 2019078780W WO 2020083949 A1 WO2020083949 A1 WO 2020083949A1
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WO
WIPO (PCT)
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shaft
bores
transmission
axis
clutch
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/078780
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Margraf
Carl Schilling
Martin Brehmer
Oliver Angele
Manuel STEINMANN
Sebastian FREIS
Felix FINK
Tamas Gyarmati
Stefan Benz-Breitweg
Robert Reiser
Christian Staiger
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Filing date
Publication date
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Priority to US17/288,320 priority patent/US11708888B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042—Guidance of lubricant
    • F16H57/043—Guidance of lubricant within rotary parts, e.g. axial channels or radial openings in shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H2061/0046—Details of fluid supply channels, e.g. within shafts, for supplying friction devices or transmission actuators with control fluid

Definitions

  • the invention relates to a shaft for a motor vehicle transmission, and a transmission for a motor vehicle with such a shaft.
  • a shaft for a motor vehicle transmission which has four axial bores.
  • Each of the four bores is provided for guiding fluid within the shaft.
  • a center axis of each of the four bores is arranged at a distance from an axis of rotation of the shaft.
  • a radial distance between the center axis differs from at least two of the bores gen and the axis of rotation of the shaft from a radial distance between the center axis of the remaining bore, or bores and the axis of rotation of the shaft.
  • at least two of the four bores are arranged on at least another diameter of the shaft cross section than the remaining bore or the remaining bores. This inconsistent radial distribution of the bores allows the wall thickness between the bores and the ring area between the outer diameter of the shaft and the bores to be optimized in such a way that the required strength of the shaft is guaranteed.
  • the radial distance between the center axis of exactly two of the four bores and the axis of rotation of the shaft is preferably the same.
  • the radial distance between the center axis of the remaining two bores and the axis of rotation of the shaft is preferably the same.
  • the bore diameters of at least two of the four bores preferably differ from one another.
  • the strength of the shaft can be optimized by varying the bore diameter in combination with the at least partially different distance between the bores and the axis of rotation.
  • An embodiment is particularly preferred in which the bore diameter of two of the four bores is the same.
  • An expressly preferred embodiment results when two of the four bores each have the same bore diameter. Such a configuration enables a uniform arrangement of the four bores which is advantageous for strength.
  • the bore diameter of the four bores is preferably inversely proportional to the radial distance between the center axis of the four bores and the axis of rotation of the shaft.
  • the bore diameter of bores arranged closer to the axis of rotation is larger than the bore diameter of bores which are further away from the axis of rotation. It should be noted that the inversely proportional relationship between the distance of the drilling The axis of rotation and the bore diameter can be linear, but need not be linear.
  • the four bores are preferably arranged such that a radially outermost point of each of the four bores is at the same radial distance from the axis of rotation of the shaft. Such an arrangement favors a uniform arrangement of the bores in the shaft cross section, which is conducive to the strength of the shaft.
  • the shaft can be part of a transmission for a motor vehicle.
  • Various types of transmissions are conceivable here, for example automatic transmissions, double clutch transmissions, transmissions with a continuously variable transmission ratio, or automated manual transmissions.
  • the gearbox can use spur gear stages and / or planetary gear sets for gear formation.
  • At least one of the four bores for supplying oil for hydraulic actuation of a clutch of the transmission is preferably provided.
  • the transmission preferably comprises a hydrodynamic torque converter with a lock-up clutch, that is to say a clutch for the switchable connection of the pump wheel and turbine wheel of the torque converter.
  • the transmission can have a further clutch, which is connected upstream of the torque converter.
  • the shaft described at the outset is particularly suitable for such an application since the shaft can be used to guide hydraulic fluid to hydraulic actuation devices of the lock-up clutch and the further clutch.
  • a first of the four bores can be provided for supplying oil or for removing oil from the torus chamber of the torque converter.
  • a second of the four bores can be provided for supplying lubricating oil to at least one component of the transmission, for example for lubricating a rolling bearing.
  • a third of the four holes can be used to supply the hydraulic actuation of the oil further clutch may be provided.
  • a fourth of the four bores can be provided for the oil supply of the hydraulic actuation of the lock-up clutch.
  • the second of the four bores is preferably used for supplying oil to this pressure compensation space.
  • the further clutch is preferably designed as a wet-running multi-plate clutch.
  • an oil supply for cooling and lubricating the further clutch takes place at least partially via the second of the four bores. Additional oil supply paths can also be provided, particularly for cooling the further clutch.
  • the shaft in which the four bores are arranged is preferably connected to the turbine wheel of the torque converter. This is a permanent, i.e. non-switchable connection.
  • FIG. 1 shows a simplified illustration of a motor vehicle drive train with a transmission
  • Fig. 4 is a sectional view of a shaft of the transmission.
  • the drive train has an internal combustion engine VM, a transmission G with a shaft W and a differential gear AG.
  • the internal combustion engine VM is connected to an input shaft AN of the transmission G.
  • a torsional vibration damper (not shown in FIG. 1) can be arranged in this connection.
  • An output shaft of the transmission G is connected to the differential gear AG, for example via a cardan shaft.
  • the differential gear AG distributes the power applied to the output shaft to drive wheels DW of the motor vehicle.
  • the one in Fig. 1 The drive train shown is only to be regarded as an example.
  • the differential gear AG can be integrated in a housing GG of the gearbox G.
  • the transmission G has a hydrodynamic torque converter TC with a pump wheel P, a turbine wheel T, a guide wheel L and a lock-up clutch WK. By closing the lock-up clutch WK, the pump wheel P is connected to the turbine wheel T.
  • the stator L is supported via a freewheel F on a plate ZP fastened to the housing GG.
  • the turbine wheel T is connected to the shaft W.
  • the transmission G also has an electrical machine EM with a non-rotatable stator S and a rotatable rotor R.
  • the rotor R is connected to the pump wheel P and can be connected to the input shaft AN via a further coupling KO.
  • the transmission G has a hydraulic unit HY.
  • the hydraulic unit HY has a pump, not shown, and a hydraulic switching device, not shown.
  • the pump can supply hydraulic fluid to the hydraulic switching device.
  • the hydraulic switching device is set up to distribute the hydraulic fluid to various hydraulic consumers of the transmission G as required.
  • the correspondingly divided volume flows to the torque converter TC, for actuating the lock-up clutch WK, for actuating the further clutch KO and for lubricating various components of the transmission G and for actuating switching elements SE1, SE3 of the transmission G can be supplied via the plate ZP .
  • the plate ZP has a first hydraulic interface HY1 to the hydraulic unit HY, and a second hydraulic interface HY2 to the shaft W.
  • the transmission G has a plurality of planetary gear sets, which together are referred to as the RS gear set.
  • the shaft W serves as the drive shaft of the RS wheel set.
  • the transmission G has a plurality of switching elements SE1, SE2, SE3, SE4, SE5.
  • the switching elements SE1, SE2, SE3, SE4, SE5 interact with the planetary gear sets to form the gearbox G.
  • the gearbox G as shown in FIG. 1 is only to be seen as an example. Instead of the planetary gear sets, for example, spur gear sets can be used to form gears.
  • the lock-up clutch WK is designed as a wet-running clutch and is actuated by means of a piston WKK which is connected to a pressure chamber WKP.
  • the piston WKK is guided between two seals WKD1, WKD2.
  • the pressure chamber WKP is limited in sections by a radial wall X, which is connected to the pump wheel P. A gap between the wall X and the shaft W is sealed by a seal DX.
  • the further clutch KO is actuated by a piston KOK, which is connected to a pressure chamber KOP.
  • the piston KOK is guided between two seals K0D1, K0D2.
  • the pressure chamber KOP is limited in sections by the wall X.
  • a pressure compensation chamber KOA is provided to compensate for the rotational forces acting in the pressure chamber KOP.
  • a baffle plate attached to the input shaft AN is provided, which is sealed against the piston KOK by a seal KOAD.
  • the piston KOK is arranged between the pressure chamber KOP and the pressure compensation chamber KOA.
  • the shaft W is rotatably mounted on the input shaft AN via a roller bearing WL. Further roller bearings, not shown in FIG. 2, can be provided for supporting the shaft W and the input shaft AN.
  • FIG. 2 shows the oil supply to the torus chamber of the torque converter TC and the oil supply to the rolling bearing WL.
  • the cutting plane of the shaft W is chosen so that a bore B1 and a bore B2 are visible.
  • Bore B1 is used to supply oil to the torus chamber of the TC torque converter.
  • Oil is supplied to the bore B1 through a radial bore B1_in in the shaft W, the oil being able to exit the shaft W through a radial bore B1_out. Oil is fed into the radial bore B1_in via the plate ZP, not shown in FIG. 2.
  • the lockup clutch WK as well as the hydraulic Rododynamic path between pump wheel P, turbine wheel T and guide wheel L oil supplied.
  • the oil can be removed from the torus chamber of the torque converter TC, for example, through a gap which is arranged between a housing of the torque converter TC connected to the pump wheel P and a shaft WLR connected to the stator L.
  • the corresponding oil path is indicated by arrows in FIG. 2. Downstream of the B1_out hole, the B1 hole is closed by a B1S closure.
  • Bore B2 is used to supply oil to the rolling bearing WL, to fill the pressure compensation chamber KOA and to supply oil to the further coupling KO.
  • Oil is supplied to the bore B2 through a radial bore B2_in in the shaft W, which oil emerges again at an opening B2_out in the end face of the shaft W.
  • Oil is fed into the radial bore B2_in via the plate ZP (not shown in FIG. 2). Due to the rotation of the shaft W, oil is thrown radially outward to an inside of the input shaft AN. From there, the oil flows through the rolling bearing in the direction of the seal K0D2.
  • the oil enters the pressure compensation chamber KOA through an axial gap between an axial end of the input shaft AN and the piston KOK. If this is sufficiently filled with oil, the oil is fed to the further clutch KO.
  • the corresponding oil path is indicated by arrows in FIG. 2.
  • FIG. 3 shows a further simplified sectional view of a section of the transmission G, which essentially corresponds to the view shown in FIG. 2.
  • the cutting plane through shaft W has now been selected so that a bore B3 and a bore B4 are visible.
  • Bore B3 is used to supply oil to the KOP pressure chamber.
  • the further clutch KO is actuated hydraulically. Oil is supplied to bore B3 through a radial bore B3_in. Oil is fed into the radial bore B3_in via the plate ZP, not shown in FIG. 3.
  • the oil enters the KOP pressure chamber through a radial bore B3_out. Downstream of hole B3_out, hole B3 is closed by a closure B3S.
  • Bore B4 is used to supply oil to the pressure chamber WKP.
  • the lockup clutch WK is actuated hydraulically.
  • Oil is supplied to bore B4 through a radial bore B4_in.
  • Oil is supplied into the radial bore B4_in via the plate ZP, not shown in FIG. 3.
  • the oil enters the pressure chamber WKP through a radial bore B4_out.
  • the B4 hole Downstream of the B4_out hole, the B4 hole is closed by a B4S plug.
  • the corresponding oil path is indicated by arrows in FIG. 3.
  • FIGS. 2 and 3 is only schematic and does not represent a complete construction.
  • the illustration in FIGS. 2 and 3 serves in particular to illustrate the fluid supply to the torque converter TC, to the pressure chambers WKP, KOP, to the pressure compensation chamber KOA, to the roller bearing WL and to the further clutch KO through the bores B1 to B4 of the Wave W.
  • FIG. 4 shows a sectional view of the shaft W.
  • the shaft W is mounted so that it can be rotated centrally about an axis of rotation WA and has the four axial bores B1, B2, B3, B4.
  • the bores B1, B2 on the one hand and the bores B3, B4 have the same bore diameter.
  • the bore diameter of the bores B1, B2 is larger than the bore diameter of the bores B3, B4.
  • a radial distance designated as r1 between the center axis of the bores B1, B2 and the axis of rotation WA is smaller than a radial distance designated as r2 between the center axis of the bores B3, B4 and the axis of rotation WA.
  • the four bores B1, B2, B3, B4 are arranged such that a radial distance, referred to as r3, between the axis of rotation WA and the radially outermost point of each of the four bores B1, B2, B3, B4 is the same.
  • r3 a radial distance between the axis of rotation WA and the radially outermost point of each of the four bores B1, B2, B3, B4 is the same.
  • the illustration in FIG. 4 is only for illustration and is not to scale. Reference sign

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Abstract

Welle (W) für ein Kraftfahrzeuggetriebe (G), wobei die Welle (W) vier axiale Bohrungen (B1, B2, B3, B4) aufweist, welche zur Führung von Fluid innerhalb der Welle (W) vorgesehen sind, wobei eine Mittenachse von jeder der vier Bohrungen (B1, B2, B3, B4) beabstandet zu einer Drehachse (WA) der Welle (W) angeordnet ist, und wobei sich ein radialer Abstand (r1) zwischen der Mittenachse von zumindest zwei der vier Bohrungen (B1, B2, B3, B4) und der Drehachse (WA) von einem radialen Abstand (r2) zwischen der Mittenachse einer der verbleibenden Bohrungen und der Drehachse (WA) unterscheidet, sowie Getriebe (G)für ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Welle (W).

Description

Welle für ein Kraftfahrzeuqqetriebe
Die Erfindung betrifft eine Welle für ein Kraftfahrzeuggetriebe, sowie ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Welle.
Im Stand der Technik ist es für Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, Hydraulikfluid zu Ele- menten des Getriebes über in einer Getriebewelle verlaufende Bohrungen zuzufüh- ren. So zeigt die DE 10 2009 014 731 A1 ein Mehrganggetriebe, deren Antriebswelle vier Bohrungen aufweist.
Bei einer solchen Konstruktion ist es wesentlich, dass die Welle trotz der Bohrungen noch eine ausreichende Festigkeit aufweist. Ein Außendurchmesser der Welle soll dabei möglichst gering gehalten werden, um den Durchmesser der Wellenlager und von an der Welle angreifenden Dichtelementen gering zu halten. Zudem muss be- achtet werden, dass in den Bohrungen verschieden hohe Drücke wirken können. Ist die Wandstärke zwischen den Bohrungen zu gering, so kann es im Betrieb zu
Durchbrüchen zwischen den Bohrungen, und somit zu hydraulischen Kurzschlüssen kommen. Dabei sind die Toleranzen beim Herstellen der Bohrungen zu berücksichti- gen, da besonders bei verhältnismäßig tiefen Bohrungen eine Schieflage der Bohr- achse die Wandstärke zwischen den Bohrungen erheblich reduzieren kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Welle bereitzustellen, welche trotz vier axia- len Bohrungen eine hohe Festigkeit aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Es wird eine Welle für ein Kraftfahrzeuggetriebe vorgeschlagen, welche vier axiale Bohrungen aufweist. Jede der vier Bohrungen ist zur Führung von Fluid innerhalb der Welle vorgesehen. Erfindungsgemäß ist eine Mittenachse von jeder der vier Bohrun- gen beabstandet zu einer Drehachse der Welle angeordnet. Ferner unterscheidet sich ein radialer Abstand zwischen der Mittenachse von zumindest zwei der Bohrun- gen und der Drehachse der Welle von einem radialen Abstand zwischen der Mitten- achse der verbleibenden Bohrung, bzw. Bohrungen und der Drehachse der Welle. In anderen Worten sind zumindest zwei der vier Bohrungen auf zumindest einem ande- ren Durchmesser des Wellenquerschnitts angeordnet als die verbleibende Bohrung, bzw. die verbleibenden Bohrungen. Durch diese inkonstante radiale Verteilung der Bohrungen kann die Wandstärke zwischen den Bohrungen sowie der Ringbereich zwischen dem Außendurchmesser der Welle und den Bohrungen so optimiert wer- den, dass die erforderliche Festigkeit der Welle gewährleistet ist.
Vorzugsweise ist der radiale Abstand zwischen der Mittenachse von genau zwei der vier Bohrungen und der Drehachse der Welle gleich. Vorzugsweise ist dabei der ra- diale Abstand zwischen der Mittenachse der verbleibenden zwei Bohrungen und der Drehachse der Welle gleich. Bei einer solchen Ausgestaltung können die vier Boh- rungen gleichmäßig am Querschnitt der Welle angeordnet werden, wodurch die Fes- tigkeit der Welle optimiert werden kann.
Vorzugsweise unterscheiden sich die Bohrungsdurchmesser von zumindest zwei der vier Bohrungen voneinander. Durch die Variation der Bohrungsdurchmesser in Kom- bination mit dem zumindest teilweisen unterschiedlichen Abstand der Bohrungen zur Drehachse kann die Festigkeit der Welle optimiert werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, in der der Bohrungsdurchmesser von zwei der vier Bohrungen gleich ist. Eine ausdrücklich bevorzugte Ausgestaltung ergibt sich, wenn jeweils zwei der vier Bohrungen den gleichen Bohrungsdurchmes- ser aufweisen. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine für die Festigkeit vorteil- hafte gleichmäßige Anordnung der vier Bohrungen.
Vorzugsweise ist der Bohrungsdurchmesser der vier Bohrungen umgekehrt proporti- onal zum radialen Abstand zwischen der Mittenachse der vier Bohrungen und der Drehachse der Welle. In anderen Worten ist der Bohrungsdurchmesser von näher zur Drehachse angeordneten Bohrungen größer als der Bohrungsdurchmesser von Bohrungen, die von der Drehachse weiter entfernt sind. Es ist darauf hinzuweisen, dass der umgekehrt proportionale Zusammenhang zwischen dem Abstand der Boh- rungen von der Drehachse und dem Bohrungsdurchmesser linear sein kann, jedoch nicht linear sein muss.
Vorzugsweise sind die vier Bohrungen derart angeordnet, dass ein radial äußerster Punkt von jedem der vier Bohrungen den gleichen radialen Abstand zur Drehachse der Welle aufweist. Eine solche Anordnung begünstigt eine gleichmäßige Anordnung der Bohrungen im Wellenquerschnitt, welche förderlich für die Festigkeit der Welle ist.
Die Welle kann Bestandteil eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug sein. Hierbei sind verschiedene Bauarten von Getrieben denkbar, beispielsweise Automatikgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe, Getriebe mit stufenlos variablem Übersetzungsverhältnis, oder automatisierte Schaltgetriebe. Das Getriebe kann Stirnradstufen und/oder Pla- netenradsätze zur Gangbildung nutzen.
Vorzugsweise ist zumindest eine der vier Bohrungen zur Ölzufuhr zu einer hydrauli- schen Betätigung einer Kupplung des Getriebes vorgesehen.
Vorzugsweise umfasst das Getriebe einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung, also eine Kupplung zum schaltbaren Verbinden von Pumpenrad und Turbinenrad des Drehmomentwandlers. Darüber hinaus kann das Getriebe eine weitere Kupplung aufweisen, welche dem Drehmomentwandler vorangeschaltet ist. Für eine solche Anwendung ist die eingangs beschriebene Welle besonders geeignet, da mittels der Welle Hydraulikfluid zu hydraulischen Betäti- gungsvorrichtungen der Überbrückungskupplung und der weiteren Kupplung führbar sind.
Beispielsweise kann eine erste der vier Bohrungen zur Ölzufuhr zum, oder zur Ölab- fuhr aus dem Torusraum des Drehmomentwandlers vorgesehen sein. Eine zweite der vier Bohrungen kann zur Schmierölversorgung zumindest einer Komponente des Getriebes vorgesehen sein, beispielsweise zur Schmierung eines Wälzlagers. Eine dritte der vier Bohrungen kann zur Ölversorgung der hydraulischen Betätigung der weiteren Kupplung vorgesehen sein. Eine vierte der vier Bohrungen kann zur Ölver- sorgung der hydraulischen Betätigung der Überbrückungskupplung vorgesehen sein.
Weist die hydraulische Betätigung der weiteren Kupplung einen Druckausgleichs- raum zur Kompensation von rotatorischen Kräften auf, so wird die zweite der vier Bohrungen vorzugsweise zur Ölzufuhr zu diesem Druckausgleichsraum verwendet.
Die weitere Kupplung ist vorzugsweise als nasslaufende Lamellenkupplung ausge- bildet. In diesem Fall erfolgt eine Ölzufuhr zur Kühlung und Schmierung der weiteren Kupplung zumindest teilweise über die zweite der vier Bohrungen. Besonders zur Kühlung der weiteren Kupplung können auch weitere Ölzufuhrwege vorgesehen sein.
Die Welle, in welcher die vier Bohrungen angeordnet sein, ist vorzugsweise mit dem Turbinenrad des Drehmomentwandlers verbunden. Dabei handelt es sich um eine ständige, also nicht schaltbare Verbindung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der beigefügten Figu- ren detailliert beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Kraftfahrzeug- Antriebsstrangs mit einem Getriebe;
Fig. 2 und Fig. 3 je eine vereinfachte Schnittansicht eines Abschnitts des Ge- triebes; und
Fig. 4 eine Schnittansicht einer Welle des Getriebes.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebs- strang weist einen Verbrennungsmotor VM, ein Getriebe G mit einer Welle W und ein Differentialgetriebe AG auf. Der Verbrennungsmotor VM ist mit einer Eingangswelle AN des Getriebes G verbunden. In dieser Verbindung kann ein in Fig. 1 nicht darge- stellter Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet sein. Eine Ausgangswelle des Ge- triebes G ist mit dem Differentialgetriebe AG verbunden, beispielsweise über eine Kardanwelle. Mittels dem Differentialgetriebe AG wird die an der Ausgangswelle an- liegende Leistung auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt. Der in Fig. 1 dargestellte Antriebsstrang ist lediglich beispielhaft anzusehen. Statt dem dargestell- ten Aufbau mit längs zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtetem Antriebs- strang ist auch eine Anwendung des Getriebes G in einem quer zur Fahrtrichtung ausgerichtetem Antriebsstrang denkbar. Das Differentialgetriebe AG kann in ein Ge- häuse GG des Getriebes G integriert sein.
Das Getriebe G weist einen hydrodynamischen Drehmomentwandler TC mit einem Pumpenrad P, einem Turbinenrad T, einem Leitrad L und einer Überbrückungskupp- lung WK auf. Durch Schließen der Überbrückungskupplung WK wird das Pumpenrad P mit dem Turbinenrad T verbunden. Das Leitrad L ist über einen Freilauf F an einer am Gehäuse GG befestigten Platte ZP abgestützt. Das Turbinenrad T ist mit der Welle W verbunden. Das Getriebe G weist ferner eine elektrische Maschine EM mit einem drehfesten Stator S und einem drehbaren Rotor R auf. Der Rotor R ist mit dem Pumpenrad P verbunden, und über eine weitere Kupplung KO mit der Eingangswelle AN verbindbar.
Das Getriebe G weist eine Hydraulikeinheit HY auf. Die Hydraulikeinheit HY weist eine nicht dargestellte Pumpe und ein nicht dargestelltes hydraulisches Schaltgerät auf. Die Pumpe kann Hydraulikfluid zum hydraulischen Schaltgerät zuführen. Das hydraulische Schaltgerät ist dazu eingerichtet das Hydraulikfluid auf verschiedene hydraulische Verbraucher des Getriebes G bedarfsgerecht aufzuteilen. Über die Plat- te ZP können die entsprechend aufgeteilten Volumenströme zum Drehmomentwand- ler TC, zur Betätigung der Überbrückungskupplung WK, zur Betätigung der weiteren Kupplung KO und zur Schmierung verschiedener Komponenten des Getriebes G und zur Betätigung von Schaltelementen SE1 , SE3 des Getriebes G zugeführt werden. Dazu weist die Platte ZP eine erste hydraulische Schnittstelle HY1 zur Hydraulikein- heit HY, und eine zweite hydraulische Schnittstelle HY2 zur Welle W auf.
Mittels des Getriebes G können verschiedene Gangstufen zwischen der Welle W und der Ausgangswelle bereitgestellt werden. Dazu weist das Getriebe G mehrere Plane- tenradsätze auf, welche zusammen als Radsatz RS bezeichnet sind. Die Welle W dient als Antriebswelle des Radsatzes RS. Das Getriebe G weist mehrere Schaltele- mente SE1 , SE2, SE3, SE4, SE5 auf. Die Schaltelemente SE1 , SE2, SE3, SE4, SE5 wirken mit den Planetenradsätzen zur Gangbildung des Getriebes G zusammen. Das Getriebe G gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist lediglich beispielhaft anzusehen. Statt den Planetenradsätzen können beispielsweise Stirnradsätze zur Gangbildung zum Einsatz kommen.
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht eines Abschnitts des Getriebes G. Die Überbrückungskupplung WK ist als nasslaufende Kupplung ausgeführt, und wird mit- tels eines Kolbens WKK betätigt, welcher mit einem Druckraum WKP in Verbindung steht. Der Kolben WKK ist zwischen zwei Dichtungen WKD1 , WKD2 geführt. Der Druckraum WKP wird abschnittsweise durch eine radiale Wandung X begrenzt, wel- che mit dem Pumpenrad P verbunden ist. Ein Spalt zwischen der Wandung X und der Welle W wird durch eine Dichtung DX abgedichtet.
Die weitere Kupplung KO wird über einen Kolben KOK betätigt, welcher mit einem Druckraum KOP in Verbindung steht. Der Kolben KOK ist zwischen zwei Dichtungen K0D1 , K0D2 geführt. Der Druckraum KOP wird abschnittsweise durch die Wandung X begrenzt. Zum Ausgleich der im Druckraum KOP wirkenden rotatorischen Kräfte ist ein Druckausgleichsraum KOA vorgesehen. Dazu ist eine an der Eingangswelle AN befestigte Stauscheibe vorgesehen, welche über eine Dichtung KOAD gegenüber dem Kolben KOK abgedichtet ist. Der Kolben KOK ist zwischen dem Druckraum KOP und dem Druckausgleichsraum KOA angeordnet. Die Welle W ist an der Eingangs- welle AN über ein Wälzlager WL drehbar gelagert. Es können weitere, in Fig. 2 nicht dargestellte Wälzlager zur Lagerung der Welle W und der Eingangswelle AN vorge- sehen sein.
In Fig. 2 ist die Ölzufuhr zum Torusraum des Drehmomentwandlers TC sowie die Ölzufuhr zum Wälzlager WL dargestellt. Die Schnittebene der Welle W ist dabei so gewählt, dass eine Bohrung B1 und eine Bohrung B2 sichtbar sind. Die Bohrung B1 dient zur Ölzufuhr zum Torusraum des Drehmomentwandlers TC. Durch eine radiale Bohrung B1_in in der Welle W wird Öl zur Bohrung B1 zugeführt, wobei das Öl durch eine radiale Bohrung B1_out aus der Welle W austreten kann. Die Zufuhr von Öl in die radiale Bohrung B1_in erfolgt über die in Fig. 2 nicht dargestellte Platte ZP. Durch die radiale Bohrung B1_out ist wird der Überbrückungskupplung WK sowie dem hyd- rodynamischen Pfad zwischen Pumpenrad P, Turbinenrad T und Leitrad L Öl zuge- führt. Die Ölabfuhr aus dem Torusraum des Drehmomentwandlers TC kann bei- spielsweise durch einen Spalt erfolgen, weicher zwischen einem mit dem Pumpenrad P verbundenem Gehäuse des Drehmomentwandlers TC und einer mit dem Leitrad L verbunden Welle WLR angeordnet ist. Der entsprechende Ölpfad ist in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet. Stromab der Bohrung B1_out ist die Bohrung B1 durch einen Ver- schluss B1S verschlossen.
Die Bohrung B2 dient zur Ölzufuhr zum Wälzlager WL, zur Befüllung des Druckaus- gleichsraums KOA und zur Ölzufuhr zur weiteren Kupplung KO. Durch eine radiale Bohrung B2_in in der Welle W wird Öl zur Bohrung B2 zugeführt, welches an einer Öffnung B2_out in der Stirnseite der Welle W wieder austritt. Die Zufuhr von Öl in die radiale Bohrung B2_in erfolgt über die in Fig. 2 nicht dargestellte Platte ZP. Durch die Rotation der Welle W wird Öl nach radial außen zur einer Innenseite der Eingangs- welle AN geschleudert. Von dort fließt das Öl durch das Wälzlager WL hindurch in Richtung der Dichtung K0D2. Durch einen axialen Spalt zwischen einem axialen En- de der Eingangswelle AN und dem Kolben KOK gelangt das Öl in den Druckaus- gleichsraum KOA. Ist dieser ausreichend mit Öl gefüllt, wird das Öl zur weiteren Kupplung KO zugeführt. Der entsprechende Ölpfad ist in Fig. 2 durch Pfeile angedeu- tet.
Fig. 3 zeigt eine weitere vereinfachte Schnittansicht eines Abschnitts des Getriebes G, welche im Wesentlichen der in Fig. 2 dargestellten Ansicht entspricht. Die Schnitt- ebene durch die Welle W wurde nun so gewählt, dass eine Bohrung B3 und eine Bohrung B4 sichtbar sind. Die Bohrung B3 dient zur Ölzufuhr zum Druckraum KOP. Durch Druckbeaufschlagung des Druckraums KOP wird die weitere Kupplung KO hyd- raulisch betätigt. Durch eine radiale Bohrung B3_in wird Öl zur Bohrung B3 zuge- führt. Die Zufuhr von Öl in die radiale Bohrung B3_in erfolgt über die in Fig. 3 nicht dargestellte Platte ZP. Das Öl tritt durch eine radiale Bohrung B3_out in den Druck- raum KOP ein. Stromab der Bohrung B3_out ist die Bohrung B3 durch einen Ver- schluss B3S verschlossen. Der entsprechende Ölpfad ist in Fig. 3 durch Pfeile ange- deutet. Die Bohrung B4 dient zur Ölzufuhr zum Druckraum WKP. Durch Druckbeaufschla- gung des Druckraums WKP wird die Überbrückungskupplung WK hydraulisch betä- tigt. Durch eine radiale Bohrung B4_in wird Öl zur Bohrung B4 zugeführt. Die Zufuhr von Öl in die radiale Bohrung B4_in erfolgt über die in Fig. 3 nicht dargestellte Platte ZP. Das Öl tritt durch eine radiale Bohrung B4_out in den Druckraum WKP ein.
Stromab der Bohrung B4_out ist die Bohrung B4 durch einen Verschluss B4S ver- schlossen. Der entsprechende Ölpfad ist in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Darstellung in Fig. 2 und Fig. 3 nur schema- tisch ist, und keine vollständige Konstruktion wiedergibt. Die Darstellung in Fig. 2 und Fig. 3 dient insbesondere zur Illustration der Fluidzuführung zum Drehmomentwand- ler TC, zu den Druckräumen WKP, KOP, zum Druckausgleichsraum KOA, zum Wälz- lager WL und zur weiterer Kupplung KO durch die Bohrungen B1 bis B4 der Welle W.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht der Welle W. Die Welle W ist zentrisch um eine Dreh- achse WA drehbar gelagert und weist die vier axialen Bohrungen B1 , B2, B3, B4 auf. Die Bohrungen B1 , B2 einerseits und die Bohrungen B3, B4 weisen den gleichen Bohrungsdurchmesser auf. Der Bohrungsdurchmesser der Bohrungen B1 , B2 ist größer als der Bohrungsdurchmesser der Bohrungen B3, B4. Ein als r1 bezeichneter radialer Abstand zwischen der Mittenachse der Bohrungen B1 , B2 und der Drehach- se WA ist dabei kleiner als ein als r2 bezeichneter radialer Abstand zwischen der Mit tenachse der Bohrungen B3, B4 und der Drehachse WA. Die vier Bohrungen B1 , B2, B3, B4 sind dabei derart angeordnet, dass ein als r3 bezeichneter radialer Abstand zwischen der Drehachse WA und dem radial äußersten Punkt von jedem der vier Bohrungen B1 , B2, B3, B4 gleich ist. Die Darstellung in Fig. 4 dient lediglich zur lllust- ration, und ist nicht maßstäblich. Bezuqszeichen
VM Verbrennungsmotor
G Getriebe
AN Eingangswelle
GG Gehäuse
W Welle
WA Drehachse der Welle
B1 Axiale Bohrung
B2 Axiale Bohrung
B3 Axiale Bohrung
B4 Axiale Bohrung
r1 , r2, r3 radialer Abstand
B1 Jn Radiale Bohrung
B1_out Radiale Bohrung
B2_in Radiale Bohrung
B2_out Öffnung
B3_in Radiale Bohrung
B3_out Radiale Bohrung
B4_in Radiale Bohrung
B4_out Radiale Bohrung
B1S Verschluss
B3S Verschluss
B4S Verschluss
TC Drehmomentwandler
P Pumpenrad
T Turbinenrad
L Leitrad
WLR Leitradwelle
F Freilauf
WK Überbrückungskupplung
WKP Druckraum
WKK Kolben WKD1 Dichtung
WKD2 Dichtung
X Wandung
DX Dichtung
KO Weitere Kupplung
K0D1 Dichtung
K0D2 Dichtung
KOP Druckraum
KOK Kolben
KOA Druckausgleichsraum
KOAD Dichtung
EM Elektrische Maschine
S Rotor
R Stator
WL Wälzlager
HY Hydraulikeinheit
HY1 Erste hydraulische Schnittstelle
HY2 Zweite hydraulische Schnittstelle
RS Radsatz
SE1 Schaltelement
SE2 Schaltelement
SE3 Schaltelement
SE4 Schaltelement
SE5 Schaltelement
AG Differentialgetriebe
DW Antriebsrad

Claims

Patentansprüche
1. Welle (W) für ein Kraftfahrzeuggetriebe (G), wobei die Welle (W) vier axiale Boh- rungen (B1 , B2, B3, B4) aufweist, welche zur Führung von Fluid innerhalb der Welle (W) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittenachse von jeder der vier Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) beabstandet zu einer Drehachse (WA) der Welle (W) angeordnet ist, und dass sich ein radialer Abstand (r1 ) zwischen der Mittenachse von zumindest zwei der vier Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) und der Drehachse (WA) von einem radialen Ab- stand (r2) zwischen der Mittenachse einer der verbleibenden Bohrungen und der Drehachse (WA) unterscheidet.
2. Welle (W) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand (r1 ) zwischen der Mittenachse von genau zwei der vier Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) und der Drehachse (WA) gleich ist.
3. Welle (W) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand (r2) zwischen einer Mittenachse der verbleibenden zwei Bohrungen und der Dreh- achse (WA) gleich ist.
4. Welle (W) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bohrungsdurchmesser von zumindest zwei der vier Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) voneinander unterscheiden.
5. Welle (W) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrungsdurchmesser von zwei der vier Bohrungen (B1, B2, B3, B4) gleich ist.
6. Welle (W) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei der vier Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) den gleichen Bohrungsdurchmesser aufweisen.
7. Welle (W) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrungsdurchmesser der vier Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) umgekehrt pro- portional zum radialen Abstand (r1 , r2) zwischen der Mittenachse der Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) und der Drehachse (WA) ist.
8. Welle (W) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) derart angeordnet sind, dass ein radial äu- ßerster Punkt von jedem der vier Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) den gleichen radialen Abstand (r3) zur Drehachse (WA) aufweist.
9. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Welle (W) nach zu- mindest einem der vorangehenden Ansprüche.
10. Getriebe (G) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der vier Bohrungen (B1 , B2, B3, B4) der Welle (W) zur Ölzufuhr zu einer hydrauli- schen Betätigung einer Kupplung (KO, WK) des Getriebes (G) vorgesehen ist.
11. Getriebe (G) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (TC) mit einer Überbrückungskupp- lung (WK) sowie eine dem Drehmomentwandler (TC) vorangeschaltete weitere Kupplung (KO) aufweist.
12. Getriebe (G) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
- eine erste der vier Bohrungen (B1 ) in der Welle (W) zur Ölzufuhr oder zur Ölab- fuhr zu, bzw. aus einem hydrodynamischen Pfad des Drehmomentwandler (TC),
- eine zweite der vier Bohrungen (B2) in der Welle (W) zur Schmierölversorgung zumindest einer Komponente des Getriebes (G),
- eine dritte der vier Bohrungen (B3) in der Welle (W) zur Ölzufuhr zu einer hydrau- lischen Betätigung der weiteren Kupplung (KO), und
- eine vierte der vier Bohrungen (B4) in der Welle (W) zur Ölzufuhr zu einer hydrau- lischen Betätigung der Überbrückungskupplung (WK) vorgesehen ist.
13. Getriebe (G) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite der vier Bohrungen (B2) ferner zur Versorgung von einem Druckausgleichsraum (KOA) der hydraulischen Betätigung der weiteren Kupplung (KO) vorgesehen ist.
14. Getriebe (G) Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kupplung (KO) als nasslaufende Lamellenkupplung ausgebildet ist, wobei eine Kühl- und Schmierölzufuhr zur weiteren Kupplung (KO) mittels der zweiten der vier Bohrun- gen (B2) erfolgt.
15. Getriebe (G) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (W) mit einem Turbinenrad (T) des Drehmomentwandlers (TC) ver- bunden ist.
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