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