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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2008 040 691 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer Kupplungseinheit, einem Zahnradsatz und einer Ölpumpe sowie einem hydraulisch zusammenhängenden Getriebeölraum, der einen ersten Teilölraum aufweist, in dem zumindest der Zahnradsatz angeordnet ist, und einen zweiten Teilölraum aufweist, in dem zumindest die Kupplungseinheit angeordnet ist, bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Getriebeölversorgung bereitzustellen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer Kupplungseinheit, einem Zahnradsatz und einer Ölpumpe sowie einem hydraulisch zusammenhängenden Getriebeölraum, der einen ersten Teilölraum aufweist, in dem zumindest der Zahnradsatz angeordnet ist, und einen zweiten Teilölraum aufweist, in dem zumindest die Kupplungseinheit angeordnet ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Getriebeölraum einen dritten Teilölraum aufweist, in dem zumindest die Ölpumpe angeordnet ist. Durch die Unterteilung in drei Teilölräume kann für die einzelnen Teilölräume jeweils ein unterschiedlicher Ölspiegel vorgesehen werden. Insbesondere kann der Ölspiegel gegenüber einem nicht geteilten Getriebeölraum gesenkt werden, wodurch eine Ölmenge insgesamt gesenkt werden kann. Durch die verringerte Getriebeölmenge wiederrum können ein Gewicht der betriebsbereiten Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung reduziert sowie Kosten, insbesondere im laufenden Betrieb, eingespart werden. Zudem können Schleppverluste, die durch die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung entstehen, reduziert werden, da unabhängig von einem Ölspiegel für die Ölpumpe der Ölspiegel in dem ersten Teilölraum an den Zahnradsatz und der Ölspiegel in dem zweiten Teilölraum an die Kupplungseinheit angepasst werden kann. Unter einem „hydraulisch zusammenhängenden Getriebeölraum” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein in die zumindest drei Teilölräume unterteilter Getriebeölraum verstanden werden, wobei die Teilölräume hydraulisch miteinander verbunden sind, d. h. zumindest im Betrieb Getriebeöl von dem einen Teilölraum in den anderen Teilölraum gelangt.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, die zumindest teilweise in dem dritten Teilölraum angeordnet ist. Dadurch kann die Steuereinrichtung einfach mittels des Getriebeöls gekühlt werden. Unter „zumindest teilweise in dem dritten Teilölraum angeordnet” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass ein Gehäuse der Steuereinrichtung einen Teil einer Wandung für den dritten Teilölraum ausbildet oder vollständig innerhalb des Teilölraums angeordnet ist.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Filtereinrichtung aufweist, die zumindest teilweise in dem dritten Teilölraum angeordnet ist. Dadurch kann auf eine aufwendige Abdichtung der Filtereinrichtung zumindest teilweise verzichtet werden, da ein Leckageöl einfach aufgefangen werden kann. Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung vollständig in dem dritten Teilölraum angeordnet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Schmierölversorgung, die von der im dritten Teilölraum angeordneten Steuereinrichtung in den ersten Teilölraum führt. Dadurch kann eine direkte Versorgung des Zahnradsatzes mit Getriebeöl zur Schmierung bereitgestellt werden, wodurch die Schmierölversorgung besonders einfach ausgestaltet werden kann.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Kühlölversorgung umfasst, die von der im dritten Teilölraum angeordneten Steuereinrichtung in den zweiten Teilölraum führt. Dadurch kann auch die Kühlölversorgung für die Kupplungseinheit einfach direkt an die im dritten Teilölraum angeordnete Ölpumpe angebunden werden, wodurch die Kühlung einfach ausgebildet werden kann.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Ölrückführung aufweist, die von dem ersten Teilölraum in den zweiten Teilölraum führt. Dadurch wird das Getriebeöl nach der Schmierung des Zahnradsatz durch den Teilölraum für die Kupplungseinheit geleitet, wodurch insbesondere eine gleichmäßige Erwärmung des gesamten Getriebeöls erreicht werden kann.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Ölrückführung aufweist, die von dem zweiten Teilölraum in den dritten Teilölraum führt. Dadurch kann das gesamte Getriebeöl nach der Schmierung des Zahnradsatzes und der Kühlung der Kupplungseinheit wieder der Ölpumpe zugeführt werden, um erneut dem Zahnradsatz oder der Kupplungseinheit zugeführt zu werden.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Ölrückführung aufweist, die zur Ableitung eines Leckageöls der Ölpumpe, der Steuereinrichtung und/oder der Filtereinrichtung in den ersten Teilölraum führt. Dadurch kann das Leckageöl einfach gesammelt und wieder dem Ölkreislauf zugeführt werden.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist dabei die Kupplungseinheit als eine Doppelkupplung ausgebildet und der Zahnradsatz weist zwei der Kupplungseinheit nachgeschaltete Teilgetriebe auf. Grundsätzlich ist aber auch eine andere Ausgestaltung der Kupplungseinheit denkbar. Vorzugsweise ist dabei die Kupplungseinheit unabhängig von ihrer Ausgestaltung als eine nasslaufende Kupplungseinheit ausgebildet.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Die einzige 1 zeigt schematisiert eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung dient zur Anbindung von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs an eine Brennkraftmaschine. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung umfasst eine Kupplungseinheit 10, die insbesondere für eine Anfahrfunktionalität vorgesehen ist, und einen Zahnradsatz 11, der zur Schaltung von unterschiedlichen Getriebeübersetzungen vorgesehen ist. Die Kupplungseinheit 10 ist als eine Doppelkupplung ausgebildet. Sie umfasst zwei im Kraftfluss parallel geschaltete Einzelkupplungen. Die Kupplungseinheit 10 ist nasslaufend ausgebildet, d. h. sie weist eine Kühlölversorgung 19 auf, die dazu vorgesehen ist, eine insbesondere bei einem Anfahrvorgang entstehende Reibwärme abzuführen. Der Zahnradsatz 11 umfasst zwei der Kupplungseinheit 10 nachgeschaltete Teilgetriebe, die wirkungsmäßig jeweils an eine der Einzelkupplungen angebunden sind.
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Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung weist einen hydraulisch zusammenhängenden Getriebeölraum auf, der über eine zentrale Ölversorgung mit einem Getriebeöl versorgt wird. Der Getriebeölraum dient dabei insbesondere zur Kühlung der Kupplungseinheit 10 und zur Schmierung des Zahnradsatzes 11. Der Getriebeölraum weist drei Teilölräume 13, 14, 15 auf, die hydraulisch miteinander in Verbindung stehen. In einem Betrieb werden sämtliche Teilölräume 13, 14, 15 von dem gleichen Getriebeöl durchströmt.
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Der Zahnradsatz 11 ist in dem ersten Teilölraum 13 angeordnet. Der erste Teilölraum 13 dient insbesondere zur Bereitstellung einer Zahnradsatzschmierung. Der erste Teilölraum 13 bildet zumindest teilweise eine Ölwanne aus, in der sich im Betrieb ein Ölspiegel 23 bildet. Der Zahnradsatz 11 taucht teilweise in den Ölspiegel 23 ein. Während eines Betriebs verteilt sich dadurch das Getriebeöl auf dem Zahnradsatz 11. Zusätzlich oder alternativ kann der Zahnradsatz 11 ein oder mehrere definierte Schmierstellen aufweisen, die an eine Schmierölversorgung 18 angebunden sind. Die Schmierstellen werden in einer solchen Ausgestaltung über die Schmierölversorgung während des Betriebs mit Getriebeöl versorgt. Abtropfendes Getriebeöl wird von der Ölwanne aufgefangen und gesammelt.
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Weiter weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ein Differential 24 auf, das in Bezug auf die Brennkraftmaschine dem Zahnradsatz 11 nachgeschaltet ist. Das Differential 24 ist ein Teil eines Achsantriebs, mittels dem eine Antriebsleistung, die aus dem Zahnradsatz 11 ausgeleitet wird, auf die Antriebsräder verteilt wird. Das Differential 24 ist ebenfalls in dem ersten Teilölraum 13 angeordnet. Der erste Teilölraum 13 dient neben der Schmierung des Zahnradsatzes 11 auch zu einer Schmierung des Differentials 24.
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Die Kupplungseinheit 10 ist in dem zweiten Teilölraum 14 angeordnet. Der zweite Teilölraum 14 dient insbesondere zur Bereitstellung einer Kupplungskühlung. Die Kupplungskühlung kann beispielsweise als eine Druckölkühlung ausgeführt werden, bei der das Getriebeöl unter Druck zwischen Kupplungslamellen der Kupplungseinheit 10 geführt wird. Zur Bereitstellung der Kupplungskühlung unter Druck sind verschiedene Kühlkonzepte möglich, wie beispielsweise eine Kupplungskühlung, bei der das Getriebeöl über Düsen auf die Kupplungslamellen gesprüht wird, oder eine Kupplungskühlung über Kühlkanäle, die das Getriebeöl gezielt zwischen die Kupplungslamellen leiten. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch denkbar, dass über die Kühlölversorgung 19 in dem dritten Teilölraum 15 ein Ölspiegel 25 erzeugt wird, wodurch die Kupplungslamellen in dem Getriebeöl planschen.
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Weiter umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Ölpumpe 12, die in dem dritten Teilölraum 15 angeordnet ist. Die Ölpumpe 12 dient zur Bereitstellung des Getriebeöls unter Druck. Die Ölpumpe 12 ist vollständig in dem dritten Teilölraum 15 angeordnet. In dem dritten Teilölraum 15 kann dabei ein Ölspiegel 26 vorliegen, durch den die Ölpumpe 12 vollständig in das Getriebeöl getaucht ist. Grundsätzlich kann für den dritten Teilölraum 15 aber auch ein niedrigerer Ölspiegel 26 vorgesehen werden.
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Zudem umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Filtereinrichtung 17, die in dem dritten Teilölraum 15 angeordnet ist. Die Filtereinrichtung 17 ist der Ölpumpe 12 vorgeschaltet. Die Filtereinrichtung 17 dient zur Filterung des Getriebeöls, das die Ölpumpe 12 aus einem Ölsumpf ansaugt. Der Ölsumpf, aus dem die Ölpumpe 12 das Getriebeöl ansaugt, wird vorzugsweise durch den dritten Teilölraum 15 ausgebildet, d. h. die Ölpumpe 12 weist eine Ansaugleitung auf, die in dem dritten Teilölraum 15 endet. Aus dem dritten Teilölraum 15 kann das Getriebeöl mittels einer Ölablassschraube abgelassen werden.
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Ferner umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine elektro-hydraulische Steuereinrichtung 16, die das von der Ölpumpe 12 unter Druck bereitgestellte Getriebeöl verteilt. Die Steuereinrichtung 16 ist ebenfalls in dem dritten Teilölraum 15 angeordnet. Der dritte Teilölraum 15 dient zur Bereitstellung einer Kühlung der Steuereinrichtung 16. Der Ölspiegel 26, für den der dritte Teilölraum 15 vorgesehen ist, kann dabei eine Höhe aufweisen, durch die die Steuereinrichtung 16 vollständig in das Getriebeöl getaucht ist.
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Die Steuereinrichtung 16 umfasst eine Mehrzahl von Ventilen, die wenigstens teilweise eine elektromagnetische oder elektromotorische Betätigung aufweisen. Die Ölpumpe 12 stellt das Getriebeöl unter einen hohen Druck bereit. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung umfasst ein nicht näher dargestelltes Hochdrucksystem und ein Niederdrucksystem. Das Hochdrucksystem dient insbesondere zur Betätigung von Kupplungsaktuatoren der Kupplungseinheit 10 und zur Betätigung von Getriebeaktuatoren des Zahnradsatzes 11. In der Steuereinrichtung 16 wird aus dem Hochdrucksystem ein niedrigerer Druck abgezweigt, der dem Niederdrucksystem zugeführt wird. Das Niederdrucksystem ist insbesondere zur Schmierung des Zahnradsatzes 11 und zur Kühlung der Kupplungseinheit 10 vorgesehen. Die Ventile der Steuereinrichtung 16 sind sowohl zur Einstellung der Drücke als auch zur Verteilung des Getriebeöls in dem Hochdrucksystem und dem Niederdrucksystem vorgesehen.
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Die einzelnen Teilölräume 13, 14, 15 sind hydraulisch miteinander verbunden. Die Schmierölversorgung 18 führt von der im dritten Teilölraum 15 angeordneten Steuereinrichtung 16 in den ersten Teilölraum 13. Die Schmierölversorgung 18 führt dabei von der Steuereinrichtung 16 zu den Schmierstellen des Zahnradsatzes 11 der in dem ersten Teilölraum 13 angeordnet ist, bzw. über die Schmierölversorgung 18 wird der Ölspiegel 23 in dem ersten Teilölraum 13 hergestellt und aufrechterhalten. Die Schmierölversorgung 18 weist im Betrieb den von der Steuereinrichtung 16 bereitgestellten Niederdruck auf.
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Die Kühlölversorgung 19 führt von der im dritten Teilölraum 15 angeordneten Steuereinrichtung 16 in den zweiten Teilölraum 14. Die Kühlölversorgung 19 führt dabei von der Steuereinrichtung 16 zu den Kühlstellen der Kupplungseinheit 10, die in dem zweiten Teilölraum 14 angeordnet ist, bzw. über die Schmierölversorgung 18 wird der Ölspiegel 25 in dem zweiten Teilölraum 14 hergestellt und aufrechterhalten. Die Kühlölversorgung 19 ist im Betrieb ebenfalls mit dem von der Steuereinrichtung 16 bereitgestellten Niederdruck beaufschlagt.
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Nicht näher dargestellt ist das Hochdrucksystem, das die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung aufweist. In Abhängigkeit von einer Anordnung der Getriebeaktuatoren zur Schaltung des Zahnradsatzes 11 und einer Ausgestaltung der Betätigung der Kupplungseinheit 10 kann sich die Hochdruckversorgung ebenfalls über mehrere der Teilölräume 13, 14, 15 erstrecken. Die Getriebeaktuatoren sind vorzugsweise in dem ersten Teilölraum 13 angeordnet werden und direkt mit den Getriebeschalteinheiten verbunden werden. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, die Getriebeaktuatoren in dem dritten Teilölraum 15 anzuordnen und über Schaltstangen mit den Getriebeschalteinheiten zu verbinden.
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Die Kupplungsaktuatoren sind vorzugsweise in dem zweiten Teilölraum 14 angeordnet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kupplungsaktuatoren als hydraulischen Aktuatoren ausgebildet. Ein Leckageöl der Kupplungsaktuatoren wird dabei in dem zweiten Teilölraum 14 aufgefangen. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, die Kupplungsaktuatoren elektrisch auszubilden, beispielsweise durch Verwendung von elektromotorischen Stellaktuatoren.
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Um das Getriebeöl nach der Schmierung des Zahnradsatzes 11 und nach der Kühlung der Kupplungseinheit 10 wieder dem Ölsumpf im dritten Teilölraum 15 zuzuführen, umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung zwei Ölrückführungen 20, 21. Die erste Ölrückführung 20 führt von dem ersten Teilölraum 13 in den zweiten Teilölraum 14. Über die erste Ölrückführung 20 wird das Getriebeöl nach der Schmierung des Zahnradsatzes 11 in den zweiten Teilölraum 14 geleitet. In dem zweiten Teilölraum 14 vermengt es sich mit dem Getriebeöl, mit dem die Kupplungseinheit 10 gekühlt wurde. Anschließend strömt das Getriebeöl durch die zweite Ölrückführung 21 zurück in den Ölsumpf im dritten Teilölraum 15, aus dem es wieder von der Ölpumpe 12 angesaugt wird.
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Zur Abführung des Lackageöls, das in dem dritten Teilölraum 15 anfällt, umfasst die Getriebevorrichtung eine zusätzliche Ölrückführung 22. In der Ölrückführung 22 wird insbesondere ein Leckageöl der Steuereinrichtung 16 gesammelt und in den ersten Teilölraum 13 abgeleitet. Von dem ersten Teilölraum 13 gelangt das Leckageöl über die Ölrückführen 20, 21 wieder in den dritten Teilölraum 15. Die Ölrückführung 22 kann dabei grundsätzlich auch zur Rückführung eines Lackageöls aus der Ölpumpe 12 und/oder der Filtereinrichtung 17 vorgesehen werden.
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Die Ölrückführungen 20, 21, 22 definieren für das Getriebeöl eine bevorzugte Strömungsrichtung, die ausgehend von dem im dritten Teilölraum 15 anfallenden Leckageöl über den ersten Teilölraum 13 und den zweiten Teilölraum 14 in den Ölsumpf des dritten Teilölraums 15 führt. Die Ölrückführungen 20, 21, 22 können dabei beispielsweise jeweils ein Rückschlagventil aufweisen, durch das eine Strömungsrichtung des Getriebeöls vorgegebenen ist. Grundsätzlich kann die Strömungsrichtung aber auch durch andere konstruktive Maßnahmen vorgegeben werden, wie beispielsweise durch unterschiedliche Niveaus von Öffnungen, die die Ölrückführungen 20, 21, 22 ausbilden.
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Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung umfasst ein Steuergehäuse 27, das den dritten Teilölraum 15 begrenzt. Das innerhalb des dritten Teilölraums 15 anfallende Leckageöl wird durch spezielle Leckageölleitungen gesammelt, die in das Steuergehäuse 27 eingebracht sind. Der erste Teilölraum 13 wird durch ein den Zahnradsatz 11 umgebendes Getriebegehäuse 28 ausgebildet. Der zweite Teilölraum 14 kann beispielweise durch eine sich mitdrehende Kupplungsglocke oder ein feststehendes Kupplungsgehäuse 29 ausgebildet werden. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung umfasst vorzugsweise innerhalb des Getriebegehäuses 28, des Steuergehäuses 27 und des Kupplungsgehäuse 29 angeordnete Wandungen, die den Getriebeölraum in die Teilölräume 13, 14, 15 unterteilt. Grundsätzlich können die Wandungen dabei wenigstens teilweise einstückig mit dem Getriebegehäuse 28, dem Steuergehäuse 27 und/oder dem Kupplungsgehäuse 29 ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008040691 A1 [0002]