DE102004045425A1

DE102004045425A1 - Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Ölpumpe

Info

Publication number: DE102004045425A1
Application number: DE102004045425A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Gumpoltsberger; Michael Dr.-Ing. Ebenhoch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-09-18
Filing date: 2004-09-18
Publication date: 2006-04-06
Also published as: US20060078437A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Ölpumpe (12) durch ein Antriebselement (3), wobei die Ölpumpe (12) und das Antriebselement (3) parallel zueinander und versetzt angeordnete Achsen (13, 8) aufweisen. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass das Antriebselement (3) ein Hohlrad (11) mit Innenverzahnung und die Pumpe (12) ein Antriebsrad (14) mit Außenverzahnungen aufweisen und dass die Pumpe (12) durch Zahneingriff von Hohlrad (11) und Antriebsrad (14) antreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Ölpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Antriebe für Ölpumpen in Kraftfahrzeugen mit Automatgetriebe sind in verschiedenen Bauformen bekannt. Die Ölpumpe hat dabei die Aufgabe, Schaltelemente des Getriebes mit Drucköl und Lagerstellen sowie Zahnräder mit Schmieröl zu versorgen. Darüber hinaus wird auch der Wandler mit Hydrauliköl durch die Ölpumpe versorgt. Am weitesten verbreitet ist die so genannte Wandlerhals-Ölpumpe, wie sie z. B. durch die WO 93/11376 der Anmelderin oder die DE 37 17 255 C2 bekannt wurde. Derartige Ölpumpen sind koaxial zur Welle des Wandlers am Getriebegehäuse angeordnet und werden durch den so genannten Hals der Pumpenwelle, d. h. mit der Eingangsdrehzahl des Wandlers angetrieben. Diese Ölpumpen sind meist als Innenzahnradpumpen, so genannte Mondsichelpumpen, oder als Radialkolbenpumpen ausgebildet. Eine typische Bauform für eine Mondsichelpumpe ist in der DE 102 27 314 A1 der Anmelderin offenbart: dabei wird ein inneres Pumpenrad mit einer Außenverzahnung vom Wandlerhals angetrieben und kämmt mit der Innenverzahnung eines Pumpenhohlrades unter Bildung eines sichelförmigen Spaltes, der so genannten Mondsichel. Diese koaxialen Bauformen haben den Nachteil, dass sie axialen Bauraum – zwischen Wandler und Schaltgetriebe – benötigen, der in der Regel sehr knapp ist.

Durch die DE 43 42 233 B4 wurde eine Ölpumpenantriebsvorrichtung in nicht koaxialer, sondern achsversetzter Anordnung bekannt, d. h. die Pumpenantriebswelle ist achsparallel zur Motorantriebswelle versetzt und wird über eine Stirnradstufe angetrieben. Auch bei dieser Anordnung wird axialer Bauraum benötigt, der durch die Breite der Stirnradverzahnung bestimmt ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Ölpumpe der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass möglichst wenig Bauraum beansprucht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ölpumpe von einem Hohlrad, welches direkt mit dem Antriebselement verbunden ist, angetrieben wird. Dabei befindet sich das Antriebszahnrad der Pumpenantriebswelle innerhalb des Hohlrades. Daraus ergibt sich der Vorteil einer Bauraumeinsparung. Das Antriebselement kann als Anfahrelement ausgebildet sein, vorteilhafterweise als hydrodynamischer Wandler, als Anfahrkupplung oder als Doppelkupplung, welche insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe aus dem Stand der Technik bekannt ist. Darüber hinaus kann das Antriebselement als Schwingungsenikopplungselement ausgebildet sein, beispielsweise als Torsionsschwingungsdämpfer oder als Zweimassenschwungrad. Das Hohlrad mit Innenverzahnung zum Antrieb der Ölpumpe kann ohne Schwierigkeiten an diesen Antriebselementen befestigt werden. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass infolge der vergrößerten Übersetzung zwischen Hohlrad und Antriebszahnrad der Pumpenwelle die Ölpumpe mit einer höheren Drehzahl angetrieben wird. Dadurch kann eine Pumpe mit kleinerem Fördervolumen verwendet werden, d. h. eine Pumpe mit geringeren Herstellkosten und geringerem Bauraum. Darüber hinaus können günstige Verhältnisse von Pumpenbreite zu Durchmesser gewählt werden, so dass der Pumpenwirkungsgrad höher wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Ölpumpe zur Hydraulikversorgung eines Automatgetriebes für Kraftfahrzeuge verwendet, d. h. zur Förderung von Drucköl für die Schaltelemente des Schaltgetriebes, zur Förderung von Schmieröl für Zahnräder und Lager und für die Versorgung des Wandlerkreislaufes mit Drucköl. Vorteilhafterweise sind diese Pumpen als Außenzahnrad-, Innenzahnrad-, Kolben-, insbesondere Radialkolbenpumpen oder Flügelzellenpumpen ausgebildet.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei Verwendung einer Innenzahnradpumpe, d. h. einer Mondsichelpumpe, das Pumpenhohlrad vom Hohlrad des Antriebselementes, z. B. des Wandlerpumpenrades angetrieben. Die Innenverzahnung des antreibenden Hohlrades greift somit in eine Außenverzahnung des angetriebenen Pumpenhohlrades ein. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer besonders kompakten Bauweise.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine erfindungsgemäße Ölpumpenantriebsvorrichtung, angetrieben von einem hydrodynamischen Wandler und
2 die erfindungsgemäße Ölpumpenantriebsvorrichtung, angetrieben von einer Kupplung.
1 zeigt in schematischer Darstellung die obere Hälfte eines Automatgetriebes 1 für ein Kraftfahrzeug in einem gestrichelt dargestellten Gehäuse 2, welches in sich einen Wandler 3 sowie ein nicht dargestelltes Schaltgetriebe, bestehend aus Radsätzen und Schaltelementen, aufnimmt. Der Wandler 3 besteht – wie an sich bekannt – aus einem von einer Antriebswelle 5 angetriebenen Pumpenrad 6, einem Turbinenrad 7 mit einer Turbinenwelle 8 sowie einem Leitrad 9, welches über einen Freilauf 9a gegenüber einer Gehäusewand 10 abgestützt ist. Am Pumpenrad 6 des Wandlers 3 ist ein Hohlrad 11 befestigt, welches eine Innenverzahnung 11a aufweist. Innerhalb des Getriebegehäuses 2 ist eine Ölpumpe 12 angeordnet, welche eine Antriebswelle 13 und ein Antriebszahnrad 14 mit einer Außenverzahnung 14a aufweist.
Die Antriebswelle 13 der Pumpe 12 ist gegenüber der Antriebswelle (Turbinenwelle) 8 des Getriebes 4 versetzt angeordnet. Das Pumpenrad 6 treibt über das Hohlrad 11 das Antriebszahnrad 14 und damit die Pumpe 12 an. Aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahl von Hohlrad 11 und Antriebszahnrad 14 ergibt sich eine Übersetzung ins Schnelle, so dass die Pumpe 12 mit einer höheren Drehzahl als der Drehzahl des Pumpenrades 6 und damit der Drehzahl der Antriebswelle 5 angetrieben wird. Die Antriebswelle 5 wird – wie bekannt – vom nicht dargestellten Motor des Kraftfahrzeuges, d. h. mit Motordrehzahl angetrieben. Die Drehzahl der Ölpumpe 12 liegt somit über der jeweiligen Motordrehzahl. Die Pumpe 12 kann als Außenzahnrad- oder Innenzahnradpumpe, als Kolben- oder Flügelzellenpumpe ausgebildet sein. In einer nicht dargestellten Variante ist die Pumpe 12 als Mondsichelpumpe, also als Innenzahnradpumpe, ausgebildet mit einem Pumpenhohlrad, welches die Funktion des Antriebszahnrades 14 übernimmt, d. h. vom Hohlrad 11 und dessen Innenverzahnung 11a angetrieben wird.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei an Stelle des Wandlers 3 gemäß 1 ein anderes Anfahrelement, nämlich eine Kupplung, z. B. eine Lamellenkupplung 20 Verwendung findet, welche über eine Antriebswelle 21 von einem nicht dargestellten Motor eines Kraftfahrzeuges angetrieben wird. In einem gestrichelt dargestellten Gehäuse 22 ist ein nicht dargestelltes Zahnradgetriebe untergebracht, welches von einer Abtriebswelle 23 der Kupplung 20 angetrieben wird. Die Kupplung 20 kann auch als Doppelkupplung ausgebildet sein, was durch eine gestrichelt dargestellte Hohlwelle 24 angedeutet ist. Die Kupplung 20 weist ein Gehäuse 20a auf, welches mit einem Hohlrad 25 verbunden ist. Im Getriebegehäuse 22 ist eine Ölpumpe 26 einer Antriebswelle 27 und mit einem Antriebszahnrad 28 angeordnet, welches von dem Hohlrad 25 angetrieben wird. Die Pumpe 26 und ihre Antriebswelle 27 sind achsversetzt gegenüber den Wellen 23, 24 angeordnet.
Der erfindungsgemäße Ölpumpenantrieb über ein Hohlrad findet – wie in den beiden Ausführungsbeispielen beschreiben – vorzugsweise für Kraftfahr zeuge Anwendung, ist jedoch nicht auf diese Anwendungsart beschränkt. Anstelle der beschriebenen Anfahrelemente – Wandler oder Kupplung – kann das Hohlrad zum Antrieb der Ölpumpe auch an anderen Antriebselementen im Triebstrang, z. B. an einem Torsionsschwingungsdämpfer oder einem Zweimassenschwungrad befestigt sein.

1: Automatgetriebe eines Kraftfahrzeuges
2: Getriebegehäuse
3: Wandler
4: Schaltgetriebe
5: Antriebswelle vom Wandler
6: Pumpenrad
7: Turbinenrad
8: Turbinenwelle
9: Leitrad
9a: Freilauf
10: Gehäusewand
11: Hohlrad
11a: Innenverzahnung
12: Ölpumpe
13: Pumpenantriebswelle
14: Antriebszahnrad
14a: Außenverzahnung
20: Kupplung (Doppelkupplung)
20a: Kupplungsgehäuse
21: Antriebswelle Kupplung
22: Getriebegehäuse
23: Abtriebswelle Kupplung
24: Hohlwelle (bei Doppelkupplung)
25: Hohlrad
26: Ölpumpe
27: Pumpenantriebswelle
28: Antriebszahnrad

Claims

Antriebsvorrichtung zum Antrieb einer Ölpumpe (12, 26) durch ein Antriebselement, wobei die Ölpumpe und das Antriebselement parallel zueinander und versetzt angeordnete Achsen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement ein Hohlrad (11, 25) mit Innenverzahnung und die Pumpe (12, 26) ein Antriebsrad (14, 28) mit Außenverzahnung aufweisen und dass die Pumpe (12, 26) durch Zahneingriff von Hohlrad (11, 25) und Antriebsrad (14, 28) antreibbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement als Anfahrelement (3, 20) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahrelement als hydrodynamischer Wandler (3, 6, 7, 8, 9), als Anfahrkupplung (20) oder als Doppelkupplung (24) ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement als Schwingungsentkopplungselement ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingungsentkopplungselement als Torsionsschwingungsdämpfer oder als Zweimassenschwungrad ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (12) als Pumpe zur Hydraulikversorgung eines Automatgetriebes (1, 2, 3, 4) für Kraftfahrzeuge ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (12, 26) als Außenzahnradpumpe ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (12, 26) als Innenzahnradpumpe, insbesondere als Mondsichelpumpe ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (12, 26) als Kolben-, insbesondere als Radialkolbenpumpe ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (12, 26) als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzahnradpumpe ein Pumpenhohlrad aufweist, welches als Antriebsrad mit Außenverzahnung ausgebildet ist und in Zahneingriff mit dem Hohlrad (11, 25) des Antriebselementes (3, 20) in Zahneingriff steht.