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Die
Erfindung betrifft eine Lagerung einer Pumpenwelle einer Ölpumpe
im Gehäuse eines Doppelkupplungsgetriebes, wobei die Ölpumpe
als Zahnradpumpe ausgebildet ist und innerhalb eines Pumpengehäuses
einen Innenrotor und einen Außenrotor aufweist, sowie der
Innenrotor mittels der Pumpenwelle antreibbar ist, die mittels eines
Pumpenrades antreibbar ist, das außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet
ist.
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Eine
derartige Lagerung einer Ölpumpenwelle im Gehäuse
eines Doppelkupplungsgetriebes ist aus der
EP 0 702 171 A1 bekannt.
Dort bilden die Pumpenwelle und das Pumpenrad separate Bauteile,
die drehfest miteinander verbunden sind. Die Anordnung von Pumpenwelle
und Pumpenrad ist im Bereich abgewandter Enden der Anordnung im
Pumpengehäuse und im Getriebegehäuse gelagert.
Im Bereich des einen Endes der Anordnung ist die Pumpenwelle über
ein Festlager im Pumpengehäuse gelagert und im Bereich
des anderen Endes der Anordnung das Pumpenrad im Getriebegehäuse
mittels eines Loslagers gelagert. Die Drehachse des Pumpenrades
ist im Abstand zur Drehachse der Kupplungen angeordnet. Das Pumpenrad
ist mit Außenzähnen versehen und wird mittels
einer Kette angetrieben, die ein Antriebsrad umschlingt, das konzentrisch
zur Drehachse der Kupplungen angeordnet ist.
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Nachteilig
ist bei der bekannten Lagerung, dass die zweiteilige Anordnung aus
Pumpenwelle und Pumpenrad endseitig gelagert ist, einerseits über
das Pumpenrad, andererseits über die Pumpenwelle, ferner
ist von Nachteil, dass aufgrund der zweiteiligen Ausbildung der
Anordnung von Pumpenwelle und Pumpenrad ein nur unzureichender Rundlauf des
Pumpenrades gewährleistet, mit der Folge einer nachteiligen
Geräuschanregung und unerwünschten Systemdruckschwankungen.
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In
der
EP 0 289 958 B1 ist
eine Wasserpumpe beschrieben, bei der eine Pumpenwelle und eine von
einem Riemen umschlungene Scheibe einstückig ausgebildet
sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lagerung einer Ölpumpenwelle
im Gehäuse eines Doppelkupplungsgetriebes zu schaffen,
die sich durch eine kompakte Bauweise und einen optimalen Rundlauf
des Pumpenrades, somit eine geringe Geräuschanregung auszeichnet.
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Gelöst
wird die Aufgabe bei einer Lagerung einer Ölpumpenwelle
im Gehäuse eines Doppelkupplungsgetriebes der eingangs
genannten Art dadurch, dass das Pumpenrad und die Pumpenwelle als
einstückige Anordnung ausgebildet sind.
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Das
Pumpenrad und die Pumpenwelle bilden erfindungsgemäß somit
ein einziges Bauteil. Ungenauigkeiten, die zwangsläufig
durch eine Montage und Toleranzen von unterschiedlichen Bauteilen
bedingt sind, werden somit durch die Einstückigkeit vermieden
bzw. minimiert. Die einstückige Anordnung von Pumpenrad
und Pumpenwelle zeichnet sich demnach durch eine hohe Rundlaufgenauigkeit
aus; Taumelbewegungen sind somit weitgehend eliminiert. Diese guten
Rundlaufeigenschaften bedingen eine minimale Geräuschanregung.
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Es
wird als vorteilhaft angesehen, wenn das Pumpenrad als Stirnrad
mit gerader oder schräger Außenverzahnung ausgebildet
ist. Das Pumpenrad kämmt insbesondere mit einem konzentrisch
zur Drehachse der Kupplungen angeordneten Stirnrad mit am äußeren
Umfang angeordneter gerader oder schräger Verzahnung. Insbesondere
die schräge Verzahnung ist unter dem Aspekt der weiteren
Optimierung der Geräuschanregung von Vorteil.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Pumpenrad fliegend gelagert ist. Hierdurch ergibt sich
eine kompakte Bauweise der Lagerung. Insbesondere ist die Pumpenwelle,
benachbart dem Pumpenrad, im Pumpengehäuse und, dem Pumpenrad
abgewandt, in einer Platte des Getriebegehäuses gelagert.
Bezogen auf die einstückige Anordnung von Pumpenwelle und Pumpenrad
erfolgt somit nur die Lagerung der Anordnung im Bereich der Pumpenwelle.
Dies ist unter Herstellungsaspekt von besonderem Vorteil, weil Lagertoleranzen
nur bezüglich der Pumpenwelle zu berücksichtigen
sind.
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Das
Getriebegehäuse des Doppelkupplungsgetriebes weist insbesondere
ein Doppelkupplungsgehäuse, in dessen Bereich die beiden
Kupplungen angeordnet sind, und eine Platte auf, die mit dem Doppelkupplungsgehäuse
verbunden ist. Diese Platte stellt insbesondere eine Zentrierplatte
bzw. hydraulische Verteilerplatte des Getriebes dar. Die Zentrierplatte
dient der zentrierten Lagerung der Doppelkupplung bezüglich
deren Drehachse. Die hydraulische Verteilerplatte ist mit einer
Vielzahl von Kanälen versehen, durch die Hydrauliköl
unter Druck, somit Hydrauliköl, das von der Ölpumpe
gefördert wird, verteilt wird, um dieses insbesondere den
Kupplungen der Doppelkupplung und Schaltstangen zum Einlegen der
Gänge sowie Gleitlagern des Getriebes zuzuführen.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
dass sich der Durchmesser der Pumpenwelle, ausgehend von dem pumpenradnahen
Lager zu dem pumpenradabgewandten Ende der Pumpenwelle hin verjüngt.
Diese Gestaltung vereinfacht die Montage der Pumpenwelle erheblich,
weil sie von einer Seite, bei montierten Lagern, eingesteckt werden
kann. Insbesondere ist das dem Pumpenrad benachbarte Lager ein Loslager und
das dem Pumpenrad abgewandte Lager ein Festlager. Das Festlager
ist vorzugsweise als Vierpunkt-Rillenkugellager ausgebildet.
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Der
Innenrotor weist insbesondere eine Innenverzahnung und die Pumpenwelle
einen Abschnitt mit Außenverzahnung zum Antreiben des Innenrotors
auf, wobei der Innendurchmesser der Innenverzahnung des Innenrotors
kleiner ist als der Bohrungsdurchmesser des Pumpengehäuses.
Beim Montieren der Anordnung von Pumpenrad und Pumpenwelle, somit
Einstecken der Pumpenwelle in das Pumpengehäuse, gelangt
die Pumpenwelle mit ihrer Außenverzahnung in Eingriff mit
der Innenverzahnung des Innenrotors. Wegen der radialen Abmessungen
dieser Teile, mit der Folge, dass der Innenrotor den lichten Querschnitt
des Bohrungsdurchmessers des Pumpengehäuses durchsetzt,
ergibt sich ein vergrößerter radialer Dichtspalt
im Bereich des Innenrotors der Zahnradpumpe und damit ein verbesserter
volumetrischer Wirkungsgrad.
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Die
Pumpenwelle ist insbesondere um eine Achse drehbar, die beabstandet
zur Drehachse der Kupplungen des Doppelkupplungsgetriebes ist. Angetrieben
wird das Pumpenrad insbesondere mittels eines konzentrisch zur Drehachse
der Kupplungen angeordneten Stirnrades, mit am äußeren
Umfang angeordneter gerader oder schräger Verzahnung, die
in Eingriff mit dem Pumpenrad steht.
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Durch
das Zusammenwirken zweier Zahnräder lässt sich,
im Unterschied zu einer Kette, das Geräuschverhalten wesentlich
optimieren. Das Stirnrad, das mit dem Pumpenrad in Eingriff steht,
ist insbesondere als ringförmiges Zahnrad ausgebildet,
das über ein Gleitlager in der Platte, insbesondere in
einem Vorsprung der Platte gelagert ist und mit einer Kupplungsnabe
der Doppelkupplung drehmomentübertragend verbunden ist.
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Die Ölpumpe
ist insbesondere innerhalb des Getriebes angeordnet, wobei der innerhalb
des Getriebes, benachbart der Doppelkupplung befindliche Raum der
Unterbringung der Ölpumpe und deren Antriebs dient. Innerhalb
dieses Raumes befindet sich Hydraulik- oder Getriebeöl,
so dass eine zuverlässige Schmierung der Ölpumpe
und deren Antriebs unmittelbar gewährleistet ist oder mit
baulich geringem Aufwand sichergestellt werden kann.
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Die
Drehmomentübertragung von der Doppelkupplung auf das Stirnrad
erfolgt insbesondere derart, dass am Stirnrad ein Mitnahmefinger
vorgesehen ist, der in eine in der Doppelkupplung ausgebildete Mitnahmenut
hineinragt oder an der Doppelkupplung ein Mitnahmefinger vorgesehen
ist, der in eine am Stirnrad ausgebildete Mitnahmenut hineinragt.
Durch diese Gestaltung sind das Stirnrad und die rotierende Dop pelkupplung
nicht fest miteinander verbunden, sondern quasi axial entkoppelt.
Taumelbewegungen der Doppelkupplung, die nicht zu vermeiden sind, übertragen
sich somit nicht auf das Stirnrad.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und der Zeichnung selbst.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Beschreibung erläutert und der nachfolgenden Beschreibung
näher beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 einen
Längsschnitt durch ein Doppelkupplungsgetriebe, wobei in
der Schnittdarstellung Schnittführungen in unterschiedlichen
Schnittebenen wiedergegeben sind, so dass diese Darstellung der Erläuterungen
des grundsätzlichen Aufbaus des Getriebes dient,
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2 einen
Schnitt durch das Doppelkupplungsgetriebe gemäß 1,
allerdings in vergrößerter Darstellung, nur für
den Bereich der Ölpumpe und der mit dieser zusammenwirkenden
Bauteile des Getriebes,
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3 eine
Schnittdarstellung gemäß 2, nur veranschaulicht
für die Ölpumpe und die der Lagerung der Ölpumpe
dienende Platte.
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Zunächst
wird bezüglich des grundsätzlichen Aufbaus des
Doppelkupplungsgetriebes auf die Darstellung der 1 Bezug
genommen:
Das Doppelkupplungsgetriebe 1 weist ein
Getriebegehäuse 2 auf, das durch ein Doppelkupplungsgehäuse 3 und
einen mit diesem verschraubten Gehäusehinterdeckel 4 gebildet
ist.
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Das
Doppelkupplungsgetriebe 1 weist eine Kupplungsnabe 5 auf,
die von einer Antriebswelle eines nicht dargestellten Fahrzeugmotors
angetrieben wird. Mit der Drehachse 6 der Kupplungsnabe 5 fällt die
Drehachse einer Hohlwelle 7 des Doppelkupplungsgetriebes 1 zusammen,
in der eine gleichfalls um die Drehachse 6 drehbare Vollwelle 8 gelagert
ist. Die Vollwelle 8 ist über ein Festlager 9 im
Deckel 4 gelagert. Das dem Festlager 9 abgewandte
Ende der Vollwelle 8 ist über ein Loslager 11 in
der Antriebswelle 5 gelagert. Etwa auf der halben Länge
der Hohlwelle 7 ist diese über ein Festlager 12 im
Doppelkupplungsgehäuse 3 gelagert. Das der Kupplungsnabe 5 abgewandte
Ende der Hohlwelle 7 ist über ein Loslager 13 in
der Vollwelle 8 gelagert. Etwa auf der halben Länge
der Vollwelle 8 ist die Anordnung von Hohlwelle 7 und
diese durchsetzender Vollwelle 8 in einer mit dem Kupplungsgehäuse 3 verschraubten
Lagerplatte 14 gelagert, und zwar über ein Loslager 15 zwischen
Hohlwelle 7 und Lagerplatte 14.
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Über
eine erste Kupplung 16 lässt sich die Kupplungsnabe 5 kraftschlüssig
mit der Vollwelle 8 verbinden, über eine zweite
Kupplung 17 die Kupplungsnabe 5 kraftschlüssig
mit der Hohlwelle 7 verbinden. Nach Betätigen
der ersten Kupplung 16 und damit Antreiben der Vollwelle 8 steht
die der Vollwelle 8 zugeordnete Gruppe von Getriebegängen,
vorliegend die Vorwärtsgänge 1, 3, 5 und 7 sowie
der Rückwärtsgang für den Antrieb zur
Verfügung, bei Betätigen der zweiten Kupplung 17 und
damit Antreiben der Hohlwelle 7 steht die dieser zugehörige Gruppe
von Getriebegängen, konkret die Vorwärtsgänge 2, 4 und 6 für
den Antrieb zur Verfügung. Die Umschaltung von einem Getriebegang
der einen Ganggruppe auf einen Getriebegang der anderen Ganggruppe
kann demzufolge ohne Zugkraftunterbrechung erfolgen.
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Innerhalb
des Doppelkupplungsgehäuses 3 ist eine Ölpumpe 18 angeordnet,
die durch die Kupplungsnabe 5 ständig angetrieben
wird. Mehrere axial angeordnete, somit parallel zur Längsachse
von Hohlwelle 7 und Vollwelle 8 angeordnete, hydraulisch betätigbare
Schaltstangen 19 dienen dem Schalten der einzelnen Gänge
des Getriebes.
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Über
die mit der Hohlwelle 7 bzw. mit der Vollwelle 8 verbundenen
Zahnräder – Zahnräder V4, V6 und V2 der
Hohlwelle 7 bzw. Zahnräder R, V1, V3, V7 und V5
der Vollwelle 8 – wird das Drehmoment auf Zahnräder
einer parallel zur Hohlwelle 7 und zur Vollwelle 8 gelagerten
Vorgelegewelle 20 übertragen, die über
ein Festlager 21 im Deckel 4 des Getriebegehäuses 2 und über
ein Loslager 22 im Doppelkupplungsgehäuse 3 sowie
ein Loslager 23 in der Lagerplatte 14 gelagert
ist. Im Deckel 4 ist im Bereich der Gänge V5 und
V7 eine Radsatzschale 10 gelagert, die zum Zwecke der Verminderung
der Panschverluste die Vorgelegewelle 20 und die mit dieser
verbundenen Zahnräder dieser Gangstufen wannenartig unten
umschließet. Von der Vorgelegewelle 20 wird das
Drehmoment mittels eines Zahnradpaares auf eine parallel zu dieser
angeordnete Ritzelwelle 24 übertragen, mit der
drehfest ein Parksperrenrad 25 verbunden ist. Die Ritzelwelle 24 ist
in einem Festlager 26 im Kupplungsgehäuse 3 und über
ein Loslager 27 im Deckel 4 gelagert. Über
ein Bestandteil der Ritzelwelle 24 bildendes Zahnrad 28 wird
das Drehmoment auf ein Zahnrad 29 in Art eines Querdifferentialgetriebes übertragen,
wobei das Zahnrad 29 drehfest mit der Abtriebswelle 30 des
Getriebes 1 verbunden ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die besondere Anordnung der Ölpumpe 18 und
deren Antriebs innerhalb des Getriebegehäuses 2 sowie die
Lagerung der Pumpenwelle 31, wie es in den 2 und 3 näher
veranschaulicht ist.
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Die
Pumpenwelle 31 und ein Pumpenrad 32 der Ölpumpe 18 bilden
ein Bauteil. Die Lagerung des Pumpenrades 32 ist fliegend.
Benachbart dem Pumpenrad 32 ist die Pumpenwelle 31 über
ein Loslager 33, das als Nadelhülse ausgebildet
ist, im Gehäuse 34 der Ölpumpe 18 gelagert.
Dieses ist über nicht gezeigte Schrauben, die parallel
zur Drehachse 36 der Pumpenwelle 31 angeordnet
sind, mit einer Platte 35 verschraubt, die die Zentrierplatte
bzw. hydraulische Verteilerplatte des Getriebes 1 darstellt.
Diese Platte 35 ist über gleichfalls nicht gezeigte
Schraubverbindungen, wobei die Schrauben gleichfalls parallel zur Drehachse 36 angeordnet
sind, mit dem Doppelkupplungsgehäuse 3 verbunden.
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Das
dem Pumpenrad 3 abgewandte Ende der Pumpenwelle 31 ist über
ein Festlager 37, das als Vierpunkt-Lager ausgebildet ist,
in der Platte 35 gelagert. Das Pumpenrad 32 weist
eine Außenverzahnung 38 auf, die als Schrägverzahnung
ausgebildet ist. Die Außenzähne des Pumpenrades 32 stehen
in Eingriff mit einer Außenverzahnung 39 eines
als Hülse ausgebildeten Stirnrades 40, das über
ein Gleitlager 41 in einem Ansatz 42 der Platte 35 gelagert
ist. In der Platte 35 ist ferner die Kupplungsnabe 5 gelagert.
Mittels der Brennkraftmaschine wird die Kupplungsnabe 5 ständig
angetrieben, womit sich eine Bestandteil der Kupplungsnabe 5 bildende
Nabenhülse 43, im Bereich derer die Kupplungsnabe
in der Platte 35 gelagert ist, ständig entsprechend
der Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine
dreht. Durch hydraulische Ansteuerung der jeweiligen Kupplung 16 bzw. 17 über
nicht gezeigte Steuerelemente bei Förderung des Hydrauliköls
von der Ölpumpe 18 durch die Zentrierplatte 35/hydraulische
Verteilerplatte werden Lamellenpakete der Kupplung 16 bzw.
Kupplung 17 geschlossen und der Kraftschluss zur Vollwelle 8 bzw.
zur Hohlwelle 7 hergestellt.
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Der
Kraftschluss zwischen der Kupplungsnabe 5 der Doppelkupplung 44 und
dem Stirnrad 40 erfolgt über einen am Stirnrad 40 angebrachten
Mitnahmefinger 45, der in eine in der Nabenhülse 43 ausgebildete
Mitnahmenut 46 hineinragt. Durch eine Formgestaltung von
Mitnahmefinger 45 und Mitnahmenut 46 wird bei Übertragung
eines Drehmoments von der Kupplungsnabe 5 auf das Stirnrad 40 dieses
mit einer Kraft von den beiden Kupplungen weg beaufschlagt, wobei
den Stellweg des Stirnrades 40 von den Kupplungen weg eine
im Ansatz 42 gelagerte Anschlagscheibe 47 begrenzt.
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Wie
der Detaildarstellung in 3 zu entnehmen ist, ist die Ölpumpe 18 als
Zahnradpumpe ausgebildet. Sie weist innerhalb des Pumpengehäuses 34 einen
Innenrotor 48 und einen Außenrotor 49 auf.
Mit der Bezugsziffer 50 ist die Mondsichel der Zahnradpumpe
bezeichnet. In herkömmlicher Art und Weise kämmen
Außenzähne des Innenrotors 48 mit Innenzähnen
des Außenrotors 49. Der Innenrotor 48 weist
einen Innenverzahnung 51 und die Pumpenwelle 31 einen
Abschnitt mit Außenverzahnung 52 zum Antreiben
des Innenrotors 48 auf. Hierbei ist der Innendurchmesser
der Innenverzahnung 51 des Innenro tors 48 kleiner
als der Bohrungsdurchmesser des Pumpengehäuses 34,
veranschaulicht durch die Kontur 53 der Bohrung. Hierdurch
ergibt sich eine große radiale Länge des Dichtspalts 54 zwischen
Innenrotor 48 und Pumpengehäuse 34 bzw.
Platte 35, somit ein verbesserter volumentrischer Wirkungsgrad
der Ölpumpe 18.
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Der
Durchmesser der Pumpenwelle 31 verjüngt sich,
ausgehend von dem Loslager 33, zu dem dem Pumpenrad 32 abgewandten
Ende 55 der Pumpenwelle 31. Diese Gestaltung ermöglicht
eine Steckmontage der aus Pumpenrad 32 und Pumpenwelle 31 gebildeten
Baueinheit mit dem vorlaufenden Ende 55, welches die Montage
wesentlich vereinfacht. Aus Gründen der Verminderung des
Gewichts der Anordnung von Pumpenwelle 31 und Pumpenrad 32 ist
das Pumpenrad 32 mit Löchern 56 versehen und
es weist das Pumpenrad 32 und die Pumpenwelle 31 eine
zentrale Bohrung 57 auf. Zum Schmieren der Pumpenwelle 31 ist
diese zusätzlich mit Kanälen 58 versehen.
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Über
den Saugraum der Zahnradpumpe wird Hydrauliköl aus einer
nicht veranschaulichten Ölwanne des Getriebes angesaugt
und vom Druckraum der Zahnradpumpe Hydrauliköl mit einem
Druck von bis zu 20 bar in die nicht veranschaulichten Kanäle
der Zentrierplatte 34 bzw. hydraulischen Verteilerplatte gedrückt.
Von dort wird das Hydrauliköl zu den Schalt- und Schmierbereichen
des Getriebes gefördert.
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- 1
- Doppelkupplungsgetriebe
- 2
- Getriebegehäuse
- 3
- Doppelkupplungsgehäuse
- 4
- Gehäusehinterdeckel
- 5
- Kupplungsnabe
- 6
- Drehachse
- 7
- Hohlwelle
- 8
- Vollwelle
- 9
- Festlager
- 10
- Radsatzschale
- 11
- Loslager
- 12
- Festlager
- 13
- Loslager
- 14
- Lagerplatte
- 15
- Loslager
- 16
- Kupplung
- 17
- Kupplung
- 18
- Ölpumpe
- 19
- Schaltstange
- 20
- Vorgelegewelle
- 21
- Festlager
- 22
- Loslager
- 23
- Loslager
- 24
- Ritzelwelle
- 25
- Parksperrenrad
- 26
- Festlager
- 27
- Loslager
- 28
- Zahnrad
- 29
- Zahnrad
- 30
- Abtriebswelle
- 31
- Pumpenwelle
- 32
- Pumpenrad
- 33
- Loslager
- 34
- Pumpengehäuse
- 35
- Platte
- 36
- Drehachse
- 37
- Festlager
- 38
- Außenverzahnung
- 39
- Außenverzahnung
- 40
- Stirnrad
- 41
- Gleitlager
- 42
- Ansatz
- 43
- Nabenhülse
- 44
- Doppelkupplung
- 45
- Mitnahmefinger
- 46
- Mitnahmenut
- 47
- Anschlagscheibe
- 48
- Innenrotor
- 49
- Außenrotor
- 50
- Mondsichel
- 51
- Innenverzahnung
- 52
- Außenverzahnung
- 53
- Kontur
- 54
- Dichtspalt
- 55
- Ende
- 56
- Loch
- 57
- Bohrung
- 58
- Kanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0702171
A1 [0002]
- - EP 0289958 B1 [0004]