DE102006005553B4

DE102006005553B4 - Doppel-Getriebefilterkonstruktion

Info

Publication number: DE102006005553B4
Application number: DE102006005553.5A
Authority: DE
Inventors: Kent Johnson; John C. Schultz; Csilla B. Ujvary
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2026-02-08
Also published as: US7294263B2; DE102006005553A1; US20060175239A1

Abstract

Doppel-Pumpen- und -Filteranordnung, umfassend: eine primäre Pumpe (14), die einen Pumpenkörper (26) umfasst, der eine Einlassbohrung (28) definiert; eine zusätzliche Pumpe (18), die eine Montagefläche (30) umfasst, die eine Einlassöffnung (32) definiert, die im Allgemeinen senkrecht zu der Einlassbohrung (28) steht; ein Filtergehäuse (36), das an der primären Pumpe (14) und der zusätzlichen Pumpe (18) angebracht ist, wobei das Filtergehäuse (36) einen primären Auslassabschnitt (48), der einen primären Auslasskanal (52) definiert, wobei der primäre Auslassabschnitt (48) derart ausgebildet ist, dass er sich in die Pumpeneinlassbohrung (28) erstreckt, so dass der primäre Auslasskanal (52) mit der Einlassbohrung (28) in Fluidverbindung steht; einen zusätzlichen Auslassabschnitt (50), der einen zusätzlichen Auslasskanal (54) definiert, wobei der zusätzliche Auslassabschnitt (50) in einem Montageflansch (56) endet, wobei der Montageflansch (56) zur Anbringung an der Montagefläche (30) der zusätzlichen Pumpe (18) geeignet ist, so dass der zusätzliche Auslasskanal (54) mit der Einlassöffnung (32) in Fluidverbindung steht; und einen Einlassabschnitt (60) umfasst, der einen primären Einlasskanal (62) und einen zusätzlichen Einlasskanal (64) definiert; einen primären Filter (16A), der in einem primären Abschnitt (68) des Filtergehäuses (36) angeordnet ist, so dass der primäre Filter (16A) mit dem primären Einlasskanal (62) und dem primären Auslasskanal (52) in Fluidverbindung steht; einen zusätzlichen Filter (16B), der in einem zusätzlichen Abschnitt (70) des Filtergehäuses (36) angeordnet ist, der von dem primären Abschnitt (68) getrennt ist, so dass der zusätzliche Filter (16B) mit dem zusätzlichen Einlasskanal (64) und dem zusätzlichen Auslasskanal (54) in Fluidverbindung steht; und ein Sumpf (12), der im Vorlauf mit dem primären Einlasskanal (62) und dem zusätzlichen Einlasskanal (64) und im Rücklauf mit einem Getriebe (20) in Fluidverbindung steht, das mittels einer der Pumpen (14, 18) mit Hydraulikfluid aus dem Sumpf (12) versorgt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppel-Pumpen- und Filteranordnung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aus der DE 100 08 692 C2 ist eine Ölwanne bekannt geworden, welche sowohl saug- als auch druckseitig mit einer Pumpe verbunden werden kann. Hierzu weist die Wanne einen Saugölfilterauslass und einen Druckölfiltereinlass auf, wobei diese Anschlüsse mit separaten Abschnitten der Ölwanne in Verbindung stehen, die jeweils einen eigenen Filter beherbergen. Die beiden Wannenabschnitte sind dabei fluidtechnisch miteinander verbunden.
Eine ähnliche Ölwanne wird ferner in der US 6,793,812 B2 beschrieben.
Herkömmliche Getriebepumpen werden durch die Ausgangsleistung von dem Motor angetrieben. Wenn ein Hybridfahrzeug elektrisch betrieben wird, ist der Motor aus, und daher ist die herkömmliche Getriebepumpe nicht betriebsfähig. Deshalb kann eine zusätzliche elektrische Pumpe zu Zwecken, wie etwa dem Nachkommen des Kühl- und Schmierbedarfs eines Hybridfahrzeuggetriebes eingesetzt werden, wenn der Motor aus ist. Jede der Pumpen in einem Hybridgetriebe erfordert ein Filterelement, durch das Getriebefluid gezogen wird. Es ist in dem Hybridgetriebe jedoch nur begrenzter Raum verfügbar, so dass eine kompakte Konstruktion für die Getriebefilter erwünscht wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diesem Wunsch gerecht zu werden, wobei zusätzlich ein störungsfreier Pumpbetrieb sichergestellt werden sollte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird mit einer Doppel-Pumpen- und Filteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Es ist eine Vorrichtung für ein kompakte Doppel-Getriebefilterkonstruktion vorgesehen. Genauer ist ein einziges Filtergehäuse geeignet, um einen primären Filter und einen zusätzlichen Filter aufzunehmen, die jeweils mit einer primären Pumpe bzw. einer zusätzlichen Pumpe in Fluidverbindung stehen. Das einzige Filtergehäuse, in dem zwei Filter angeordnet sind, ist kompakter als eine herkömmliche Konstruktion, die ein separates Filtergehäuse für jeden Filter umfasst.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Doppel-Pumpen- und Filteranordnung. Die primäre Pumpe weist einen Pumpenkörper auf, der eine Einlassbohrung definiert. Die zusätzliche Pumpe weist eine Montagefläche auf, die eine Einlassöffnung definiert, die im Allgemeinen senkrecht zu der Einlassbohrung der primären Pumpe steht. Die Filteranordnung umfasst ein Filtergehäuse, in dem ein primärer und ein zusätzlicher Filter angeordnet sind.
Das Filtergehäuse umfasst einen primären Auslassabschnitt, der einen primären Auslasskanal definiert. Der primäre Auslassabschnitt ist derart ausgebildet, dass er sich in die Pumpeneinlassbohrung erstreckt, so dass der primäre Auslasskanal mit der primären Pumpe in Fluidverbindung steht. Das Filtergehäuse umfasst auch einen zusätzlichen Auslassabschnitt, der einen zusätzlichen Auslasskanal definiert. Der zusätzliche Auslassabschnitt endet in einem Montageflansch, der für eine Anbringung an der Montagefläche der zusätzlichen Pumpe geeignet ist, so dass der zusätzliche Auslasskanal mit der zusätzlichen Pumpe in Fluidverbindung steht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Montageflansch an der Montagefläche mit einer Dichtung angebracht. Das Filtergehäuse umfasst darüber hinaus einen Einlassabschnitt, der einen primären Einlasskanal und einen zusätzlichen Einlasskanal definiert.
Ein Sumpf oder ein Reservoir, der bzw. das vorzugsweise Hydraulikfluid enthält, steht mit dem primären Einlasskanal und dem zusätzlichen Einlasskanal des Filtergehäuses in Fluidverbindung. Auf diese Weise kann die primäre Pumpe Fluid aus dem Reservoir durch den primären Filter ziehen, und die zusätzliche Pumpe kann Fluid aus dem Reservoir durch den zusätzlichen Filter ziehen.
Der Filter kann an die primäre und die zusätzliche Pumpe auf die folgende Weise angebaut werden. Zunächst wird der primäre Auslassabschnitt des Filtergehäuses mit der Einlassbohrung der primären Pumpe derart in Eingriff gebracht, dass der primäre Auslasskanal mit der primären Pumpe in Fluidverbindung steht. Danach wird die Filteranordnung um den primären Auslassabschnitt gedreht, bis der zusätzliche Auslassabschnitt mit der zusätzlichen Pumpe in Eingriff steht und der zusätzliche Auslasskanal mit der zusätzlichen Pumpe in Fluidverbindung steht. Schließlich wird der zusätzliche Auslassabschnitt des Filtergehäuses an der zusätzlichen Pumpe angebracht, wobei dazwischen eine Flächen- oder Gleitringdichtung angeordnet wird.
Die obigen Merkmale und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung genommen mit den begleitenden Zeichnungen leichter deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm eines Teils eines Hydrauliksystems, das die vorliegende Erfindung enthält;
2 ist eine Perspektivansicht einer primären Pumpe, einer sekundären Pumpe und einer Filteranordnung, die die vorliegende Erfindung umfasst;
3 ist eine Perspektivansicht der Filteranordnung von 2; und
4 ist eine Schnittansicht der Filteranordnung von 2.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile in den verschiedenen Ansichten beziehen, ist in 1 eine schematische Darstellung eines Getriebefluidverteilungssystems 10 gezeigt. Das Fluidverteilungssystem 10 umfasst einen Sumpf oder ein Reservoir 12, das vorzugsweise Hydraulikfluid enthält. Eine primäre Pumpe 14 zieht Hydraulikfluid aus dem Reservoir 12 durch einen Filter 16A. Eine zusätzliche Pumpe 18 zieht Hydraulikfluid aus dem Reservoir 12 durch einen Filter 16B. Ein Steuermodul (das nicht gezeigt ist) wählt, welche der Pumpen 14, 18 aktiv ist, auf der Basis von beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit, Druckbedarf, Kühlbedarf, Betriebsstatus von Fahrzeugkomponenten usw. Die Pumpen 14, 18 liefern unter Druck stehendes Hydraulikfluid an ein Getriebe 20. Ein Wechselventil 23 kombiniert den Ausgang 17 beider Pumpen 14, 18 und liefert ihn an ein Druckregelventil 22. Der maximale Druck an dem Pumpenausgang 17 wird durch das Druckregelventil 22 bestimmt, das einen Pumpenströmungsüberschuss zurück in den Einlass der primären Pumpe 14 liefert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfüllt das Hydraulikfluid zunächst den Getriebedruckbedarf, erfüllt dann den Drehmomentwandlerdruckbedarf, führt dann eine gewisse Schmierung und Kühlung herbei und führt danach überschüssiges Fluid zu dem Einlass der primären Pumpe 14 zurück.
Nach 2 ist die primäre Pumpe 14 eine auf einer Achse angeordnete Pumpe, die durch den Abtrieb von dem Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Wie es der Fachmann feststellen wird, ist die Pumpe 14 ”auf der Achse” angeordnet, da ihre Mittellinie 24 konzentrisch mit der Antriebsachse des Getriebes (das nicht gezeigt ist) ist. Die Pumpe 14 umfasst einen Pumpenkörper 26, der derart ausgestaltet ist, dass er eine im Allgemeinen zylindrische Einlassbohrung 28 definiert. Die zusätzliche Pumpe 18 ist eine Pumpe, die von der Achse verschoben angeordnet und vorzugsweise elektrisch angetrieben ist, jedoch kann die Pumpe 18 alternativ durch irgendeine gegenwärtig bekannte Vorrichtung, die zu einem solchen Zwecke geeignet ist, angetrieben sein. Die zusätzliche Pumpe 18 umfasst eine Montagefläche 30, die eine Einlassöffnung 32 definiert, die im Allgemeinen senkrecht zu der Einlassbohrung 28 der primären Pumpe 14 steht.
Nach 3 umfasst eine Filteranordnung 34 ein einziges Gehäuse 36, in dem die Filter 16A, 16B (die in 4 gezeigt sind) angeordnet sind. Das Gehäuse 36 umfasst ein oberes Gehäuseelement 36A und ein an diesem angebrachtes unteres Gehäuseelement 36B. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Gehäuseelemente 36A und 36B aneinander ultraschallgeschweißt, nachdem die Filter 16A, 16B darin eingebaut worden sind, jedoch können die Gehäuseelemente 36A, 36B alternativ auf irgendeine herkömmliche Weise angebracht werden. Wie es der Fachmann feststellen wird, erfordert das Ultraschallschweißverfahren einen Flansch 38 von annähernd 10 mm um den gesamten Umfang des Gehäuses 36 herum.
Die Konstruktion der Filteranordnung 34, die geeignet ist, um zwei Filter 16A, 16B (die in 4 gezeigt sind) in einem einzigen Gehäuse 36 mit einem einzigen Schweißflansch 38 aufzunehmen, trägt zu der kompakten Konstruktion der vorliegenden Erfindung bei. Eine herkömmliche doppelte Filterkonstruktion erfordert doppelte Filtergehäuse, und jedes Filtergehäuse umfasst einen Flansch ähnlich dem Flansch 38. Es ist festzustellen, dass es weniger effizient ist, zwei Filtergehäuse, die jeweils einen 10 mm Umfangsflansch aufweisen, zu packen als ein vergleichbares einziges Gehäuse mit einem 10 mm Umfangsflansch. Mit anderen Worten erfordert der Umfangsflansch mehr Raum an einer doppelten Gehäusekonstruktion als an einer vergleichbaren einzigen Gehäusekonstruktion. Zusätzlich ist eine herkömmliche doppelte Filtergehäusekonstruktion weniger kompakt, da sie zusätzlichen Raum zwischen den beiden Filtergehäusen umfasst, um Schwankungen zu berücksichtigen.
Das obere Gehäuseelement 36A umfasst einen primären Auslassabschnitt 48 und einen zusätzlichen Auslassabschnitt 50. Der primäre Auslassabschnitt 48 ist im Allgemeinen zylindrisch und erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht von dem Filtergehäuse 36. Der primäre Auslassabschnitt 48 definiert einen primären Auslasskanal 52, der mit der Einlassbohrung 28 der primären Pumpe 14 (die in 1 gezeigt ist) in Fluidverbindung steht. Der zusätzliche Auslassabschnitt 50 definiert einen zusätzlichen Auslasskanal 54 und endet in einem Montageflansch 56. An dem Montageflansch 56 ist vorzugsweise eine Flächendichtung 58 angebracht. Der zusätzliche Auslasskanal 54 endet an dem Montageflansch 56 in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu dem primären Auslasskanal 52. Der Montageflansch 56 enthält auch vorzugsweise zwei Stahleinsätze 57, die eine Schraubverbindung aufnehmen, um eine Druckkraft auf die Flächendichtung 58 bereitzustellen, ohne das Kunststoffmaterial des zusätzlichen Auslassabschnitts 50 zu zerbrechen.
Das untere Gehäuseelement 36B umfasst einen Filtereinlassabschnitt 60. Wie es am besten in 4 zu sehen ist, definiert der Filtereinlassabschnitt 60 vorzugsweise einen primären Einlasskanal 62 und einen zusätzlichen Einlasskanal 64. Der primäre Filtereinlasskanal 62 steht mit dem primären Filter 16A und dem Sumpf 12 (der in 1 gezeigt ist) in Fluidverbindung. Der zusätzliche Filtereinlasskanal 64 steht mit dem zusätzlichen Filter 16B und dem Sumpf 12 in Fluidverbindung.
Wie es in 2 gezeigt ist, sind der primäre Auslassabschnitt 48 und der zusätzliche Auslassabschnitt 50 vorzugsweise vertikal über dem Rest der Filteranordnung 34 angeordnet, wenn die Filteranordnung 34 in ihrer Position eingebaut ist. Diese Positionierung des primären Auslassabschnitts 48 und des zusätzlichen Auslassabschnitts 50 begrenzt vorteilhafterweise die Ansammlung von Luft innerhalb der Filteranordnung 34, wenn nur eine der Pumpen 14, 18 arbeitet.
Eine Filteranordnung wird herkömmlich an einer Pumpe angebracht, indem ein Filterauslass vertikal in einen Pumpeneinlass eingesetzt wird. Es ist jedoch beobachtet worden, dass das einzige Filtergehäuse 34 der vorliegenden Erfindung die Verbindung des Gehäuses an sowohl die primäre Pumpe als auch die zusätzliche Pumpe auf die herkömmliche Weise verhindert. Genauer ist es undurchführbar, ein einziges Gehäuse mit mehreren vertikal einsetzbaren Auslässen herzustellen, die mit einem Genauigkeitsgrad angeordnet sind, der für einen richtigen Eingriff mit sowohl der primären Pumpe als auch der zusätzlichen Pumpe notwendig ist. Mit anderen Worten kann der Abstand von Mittellinie zu Mittellinie zwischen mehreren vertikal einsetzbaren Auslässen nicht innerhalb des Toleranzbereiches aufrechterhalten werden, der für einen richtigen Eingriff von sowohl der primären Pumpe als auch der zusätzlichen Pumpe notwendig ist, während dennoch eine zufrieden stellende Abdichtung in beiden Pumpeneinlässen erzielt wird. Dementsprechend ist ein neuartiges Verfahren zum Anbringen der Filteranordnung an der primären Pumpe und der zusätzlichen Pumpe entwickelt worden, wie es nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Wieder wird anhand von 2 ein Verfahren zum Anbringen der Filteranordnung 34 an der primären Pumpe 14 und der zusätzlichen Pumpe 18 beschrieben. Um die Filteranordnung 34 an der primären Pumpe und der zusätzlichen Pumpe 14, 18 anzubringen, wird der primäre Auslassabschnitt 48 des Filtergehäuses 36 in die Einlassbohrung 28 der primären Pumpe 14 eingesetzt. Danach wird die Filteranordnung 34 um die Mittellinie des primären Auslassabschnitts 48 gedreht, bis der Montageflansch 56 des zusätzlichen Auslassabschnitts 50 mit der Montagefläche 30 der zusätzlichen Pumpe 18 in Eingriff gelangt. Der Montageflansch 56 wird dann an der Montagefläche 30 der zusätzlichen Pumpe 18 derart angebracht, dass die Flächen- oder Gleitringdichtung 58 dazwischen zusammengedrückt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Montageflansch 56 an der Montagefläche 30 mit Gewindebefestigungselementen (die nicht gezeigt sind) angebracht, die durch die Stahleinsätze 57 (die in 3 gezeigt sind) hindurch angeordnet werden. Die Flächendichtung 58 ist geeignet, um Herstellungsschwankungen auszugleichen, so dass eine Anbringung auf die vorstehend beschriebene Weise einen richtigen Eingriff der Filteranordnung 34 mit sowohl der primären Pumpe 14 als auch der zusätzlichen Pumpe 18 bereitstellt.
In 4 ist eine Querschnittsansicht der Filteranordnung 34 gezeigt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Filtergehäuse 36 einen gecrimpten Abschnitt 66, um einen primären Abschnitt 68 und einen zusätzlichen Abschnitt 70 bereitzustellen, die jeweils den primären Filter 16A und den zusätzlichen Filter 16B beherbergen. Alternativ können der primäre Abschnitt 68 und der zusätzliche Abschnitt 70 auf irgendeine herkömmliche Weise getrennt sein, wie etwa mit einem Einsatz oder einer Trennwand (die nicht gezeigt ist), die dazwischen angeordnet sind. Der primäre Filter 16A ist in dem primären Abschnitt 68 des Gehäuses 36 angeordnet, und der zusätzliche Filter 16B ist in dem zusätzlichen Abschnitt 70 des Gehäuses 36 angeordnet.

Claims

Doppel-Pumpen- und -Filteranordnung, umfassend: eine primäre Pumpe (14), die einen Pumpenkörper (26) umfasst, der eine Einlassbohrung (28) definiert; eine zusätzliche Pumpe (18), die eine Montagefläche (30) umfasst, die eine Einlassöffnung (32) definiert, die im Allgemeinen senkrecht zu der Einlassbohrung (28) steht; ein Filtergehäuse (36), das an der primären Pumpe (14) und der zusätzlichen Pumpe (18) angebracht ist, wobei das Filtergehäuse (36) einen primären Auslassabschnitt (48), der einen primären Auslasskanal (52) definiert, wobei der primäre Auslassabschnitt (48) derart ausgebildet ist, dass er sich in die Pumpeneinlassbohrung (28) erstreckt, so dass der primäre Auslasskanal (52) mit der Einlassbohrung (28) in Fluidverbindung steht; einen zusätzlichen Auslassabschnitt (50), der einen zusätzlichen Auslasskanal (54) definiert, wobei der zusätzliche Auslassabschnitt (50) in einem Montageflansch (56) endet, wobei der Montageflansch (56) zur Anbringung an der Montagefläche (30) der zusätzlichen Pumpe (18) geeignet ist, so dass der zusätzliche Auslasskanal (54) mit der Einlassöffnung (32) in Fluidverbindung steht; und einen Einlassabschnitt (60) umfasst, der einen primären Einlasskanal (62) und einen zusätzlichen Einlasskanal (64) definiert; einen primären Filter (16A), der in einem primären Abschnitt (68) des Filtergehäuses (36) angeordnet ist, so dass der primäre Filter (16A) mit dem primären Einlasskanal (62) und dem primären Auslasskanal (52) in Fluidverbindung steht; einen zusätzlichen Filter (16B), der in einem zusätzlichen Abschnitt (70) des Filtergehäuses (36) angeordnet ist, der von dem primären Abschnitt (68) getrennt ist, so dass der zusätzliche Filter (16B) mit dem zusätzlichen Einlasskanal (64) und dem zusätzlichen Auslasskanal (54) in Fluidverbindung steht; und ein Sumpf (12), der im Vorlauf mit dem primären Einlasskanal (62) und dem zusätzlichen Einlasskanal (64) und im Rücklauf mit einem Getriebe (20) in Fluidverbindung steht, das mittels einer der Pumpen (14, 18) mit Hydraulikfluid aus dem Sumpf (12) versorgt wird.
Doppel-Pumpen- und -Filteranordnung nach Anspruch 1, wobei der Montageflansch (56) des Filtergehäuses (36) eine Flächendichtung (58) umfasst, die geeignet ist, um eine abgedichtete Verbindung zwischen dem Montageflansch (56) und der Montagefläche (30) der zusätzlichen Pumpe (18) aufrechtzuerhalten.
Doppel-Pumpen- und -Filteranordnung nach Anspruch 1, wobei der Montageflansch (56) des Filtergehäuses (36) mehrere Stahleinsätze (57) umfasst, die geeignet sind, um die Verbindung des Montageflansches (56) mit der Montagefläche (30) der zusätzlichen Pumpe (18) zu erleichtern.
Doppel-Pumpen- und -Filteranordnung nach Anspruch 1, wobei das Filtergehäuse (36) einen gecrimpten Abschnitt (66) umfasst, der den primären Abschnitt (68) und den zusätzlichen Abschnitt (70) definiert.
Doppel-Pumpen- und -Filteranordnung nach Anspruch 1, wobei der primäre Auslassabschnitt (48) und der zusätzliche Auslassabschnitt (50) des Filtergehäuses (36) vertikal über dem Rest des Filtergehäuses (36) angeordnet sind.