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Die
Erfindung betrifft eine Ölpumpe eines automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes,
die in einer Off-Axis-Ausführung achsparallel zu einer
zentralen Eingangswelle des Getriebes angeordnet ist, und deren
Primärrotor über eine Pumpenantriebsstufe mit einem
Pumpenantriebsrad und einem Pumpenabtriebsrad mit der Triebwelle
eines Antriebsmotors in Triebverbindung steht, wobei das Pumpenantriebsrad
koaxial zu der Eingangswelle des Getriebes angeordnet, formschlüssig
mit der Triebwelle des Antriebsmotors verbunden, und über
ein Gleitlager auf einem Lagerbund eines gehäusefesten
Lagerschildes drehbar gelagert ist.
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Die Ölpumpe
eines automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes hat die Aufgabe, die über
zugeordnete Steuerventile ansteuerbaren Stellzylinder der Reibschaltelemente
eines Planeten-Automatgetriebes oder der Gang- und Kupplungssteller
eines automatisierten Schalt- oder Doppelkupplungsgetriebes oder
des Variators eines stufenlos verstellbaren Getriebes mit Drucköl
sowie die Lagerstellen und Verzahnungen des jeweiligen Getriebes
und bedarfsweise auch das jeweilige Anfahrelement (Lamellenkupplung
oder hydrodynamischer Drehmomentwandler) mit Schmier- und Kühlöl
zu versorgen. Damit die Ölversorgung auch bei stehendem
Kraftfahrzeug und bei geöffneter Anfahrkupplung sichergestellt
ist, steht der Rotor einer mechanisch angetriebenen Ölpumpe üblicherweise
unmittelbar mit der Triebwelle des Antriebsmotors oder mit einem
mit der Triebwelle drehfest verbundenen Bauteil, wie z. B. dem Pumpenrad
eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers oder dem Kupplungskorb
einer als Trockenkupplung oder als Lamellenkupplung ausgebildeten
Reibungskupplung, in Triebverbindung.
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Bekannte
Bauarten von Ölpumpen sind die Zahnradpumpe (Außenzahnradpumpe),
die Sichelpumpe (Innenzahnradpumpe), die Radialkolbenpumpe und die
Flügelzellenpumpe. Hinsichtlich der Anordnung bezüglich
der Eingangswelle des Getriebes kann zwischen einer Inline-Anordnung
und einer Off-Axis-Anordnung der Ölpumpe unterschieden werden.
Bei einer Inline-Anordnung der Ölpumpe ist zumindest der
angetriebene Primärrotor der Ölpumpe koaxial zu
der Eingangswelle des Getriebes angeordnet und kraft- und/oder formschlüssig
mit der Triebwelle des Antriebsmotors oder mit einem mit dieser
drehfest verbundenen Bauteil verbunden. Eine Inline-Anordnung einer
Sichelpumpe eines Planeten-Automatgetriebes ist beispielsweise aus
der
DE 102 27 314
A1 bekannt. Eine Inline-Anordnung einer Radialkolbenpumpe
eines Planeten-Automatgetriebes ist in
2 der
WO 93/011376 A1 beschrieben.
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Ist
eine Inline-Anordnung aufgrund beengter Platzverhältnisse
nicht möglich oder wird eine Verkleinerung der Ölpumpe
bei gleicher Förderleistung angestrebt, so wird eine Off-Axis-Anordnung
der Ölpumpe verwendet, bei der die Ölpumpe achsparallel zu
der Eingangswelle des Getriebes angeordnet ist, und deren Primärrotor über
eine, zumeist als Stirnzahnradpaar mit einem Pumpenantriebsrad und
einem Pumpenabtriebsrad ausgebildete Pumpenantriebsstufe sowie eine
das Pumpenabtriebsrad mit dem Primärrotor verbindende Pumpenwelle
mit der Triebwelle des Antriebsmotors in Triebverbindung steht.
Hierbei ist das Pumpenantriebsrad koaxial zu der Eingangswelle des
Getriebes angeordnet und kraft- und/oder formschlüssig,
häufig sogar einstückig mit einem mit der Triebwelle
des Antriebsmotors drehfest verbundenen Bauteil verbunden.
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Eine
Off-Axis-Anordnung einer Zahnradpumpe eines automatisierten Schaltgetriebes
ist aus der
DE 43 42
233 B4 bekannt. Bei dieser Pumpenanordnung besteht die
Pumpenantriebsstufe aus einem Stirnzahnradpaar mit einem Pumpenantriebsrad
und einem Pumpenabtriebsrad, wobei das Pumpenantriebsrad einstückig
mit der Eingangswelle des Getriebes ausgebildet ist, und das Pumpenabtriebsrad über
eine erste Freilaufkupplung mit der mit einem ersten Pumpenrad der Ölpumpe
verbundenen Pumpenwelle in Verbindung steht. Damit die Ölversorgung
des Getriebes auch bei abgestelltem Antriebsmotor oder bei geöffneter
Anfahrkupplung sichergestellt werden kann, ist ein zweiter Antriebszweig
der Ölpumpe vorgesehen, der einen über eine zweite Freilaufkupplung
mit einem zweiten Pumpenrad der Ölpumpe in Verbindung stehenden
Elektromotor umfasst. Die Ölpumpe kann bei ausreichender
Förderleistung verkleinert werden, wenn diese mit erhöhter Drehzahl
angetrieben werden soll, d. h. nur bei höherer Motordrehzahl
von dem Antriebsmotor, sonst aber von dem Elektromotor angetrieben
werden soll.
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Eine
Off-Axis-Anordnung einer Sichelpumpe eines mit zwei Elektromaschinen
zu einem Hybridantrieb erweiterten Planeten-Automatgetriebes ist
in der
DE 10 2004
045 462 A1 beschrieben. Bei dieser Pumpenanordnung besteht
die Pumpenantriebsstufe aus einem Stirnzahnradpaar mit einem Pumpenantriebsrad
und einem Pumpenabtriebsrad, wobei das Pumpenantriebsrad starr an
einem drehfest mit der Eingangswelle des Getriebes verbundenen Planetenträger
befestigt ist. Aufgrund einer Übersetzung der Pumpenantriebsstufe
ins Schnelle ist die Ölpumpe im Vergleich zu einer Inline-Anordnung
bei gleicher Förderleistung deutlich verkleinert. Die starr
mit dem Pumpenabtriebsrad und dem Primärrotor der Ölpumpe
verbundene Pumpenwelle ist gleitgelagert, wobei das erforderliche
Schmieröl den Lagerstellen teils über eine Druckölversorgung
und teils über eine Spritzölversorgung zugeführt
wird.
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Da
es bei derartig ausgebildeten Pumpenantriebsstufen insbesondere
aufgrund der starren Verbindung des Pumpenantriebsrades mit einer
Welle des Anfahrelementes oder des Getriebes erfahrungsgemäß zu
toleranz- und montagebedingten Schäden an den Verzahnungen
der Pumpenantriebs- und Abtriebsräder kommt, ist in der
WO 2008/031844 A1 vorgeschlagen
worden, das Pumpenantriebsrad der Ölpumpe über
ein Gleitlager auf einem Lagerbund eines gehäusefesten
Lagerschildes drehbar zu lagern. Zum Antrieb der Ölpumpe steht
das Pumpenantriebsrad formschlüssig, beispielsweise durch
den Eingriff eines Mitnahmefingers in einen wellenseitigen Mitnahmeschlitz,
mit der Triebwelle des Antriebsmotors oder einem mit dieser drehfest
verbundenen Bauteil in Triebverbindung. Durch die gehäuseseitige
Lagerung des Pumpenantriebsrades ist eine Entkoppelung der Pumpenantriebsstufe
der Ölpumpe von Fertigungstoleranzen der benachbarten Kupplungs-
und Getriebebauteile erreicht sowie eine vereinfachte Montage der
Pumpenantriebsstufe ermöglicht. Zur Zufuhr des erforderlichen
Schmieröls ist eine Spritzölversorgung vorgesehen,
wobei Spritzöl mittels einer getriebeseitig neben dem Gleitlager
angeordneten Ölauffangrinne aufgefangen und in den Lagerspalt
des Gleitlagers geführt wird. Die Ölauffangrinne
ist bevorzugt durch eine endseitige Aufweitung einer auf den Lagerbund des
Lagerschildes aufgepressten Lagerhülse gebildet.
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Im
normalen Fahrbetrieb reicht die zuletzt beschriebene Spritzölversorgung
zur Versorgung des Gleitlagers mit Schmieröl völlig
aus. Bei extremen Fahrmanövern, wie schnellen Beschleunigungen
und Verzögerungen des Kraftfahrzeugs sowie schneller Kurvenfahrt,
kann das Spritzöl durch die auftretenden Trägheitskräfte
jedoch derart abgelenkt werden, dass kurzzeitig zu wenig Spritzöl
von der Ölauffangrinne aufgefangen und dem Gleitlager zugeführt
wird. Dies hat nachteilig einen unerwünscht hohen Verschleiß an
den Lagerflächen des Gleitlagers und damit eine Erhöhung
des Ausfallrisikos der Ölpumpe zur Folge.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, bei einer Ölpumpe der eingangs genannten Art
die Betriebssicherheit des Gleitlagers des Pumpenantriebsrades der
Pumpenantriebsstufe und damit der Ölpumpe selbst mit möglichst
geringem Aufwand zu erhöhen.
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Die
Lösung dieser Aufgabe besteht in Verbindung mit den Merkmalen
im Oberbegriff des Anspruchs 1 darin, dass das Gleitlager des Pumpenantriebsrades
mit einer Druckölversorgung versehen ist, die eine an eine
Druckleitung angeschlossene, zwischen einem Anfahrelement und dem
Lagerschild angeordnete Verbindungsleitung sowie eine mit dieser
verbundene, innerhalb des Lagerbundes verlaufende und bis in den
Lagerspalt des Gleitlagers führende Anschlussleitung umfasst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ölpumpe
sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.
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Die
Erfindung geht demnach aus von einer Ölpumpe eines automatisierten
Kraftfahrzeug-Getriebes, die in einer Off-Axis-Ausführung
achsparallel zu einer zentralen Eingangswelle des Getriebes angeordnet
ist, und deren Primärrotor über eine Pumpenantriebsstufe
mit mindestens einem Pumpenantriebsrad und einem Pumpenabtriebsrad
mit der Triebwelle eines Antriebsmotors in Triebverbindung steht,
wobei das Pumpenantriebsrad koaxial zu der Eingangswelle des Getriebes
angeordnet, formschlüssig mit der Triebwelle des Antriebsmotors
verbunden, und über ein Gleitlager auf einem Lagerbund eines
gehäusefesten Lagerschildes drehbar gelagert ist.
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Zur
Verbesserung der Ölversorgung des Gleitlagers des Pumpenantriebsrades
und damit zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Ölpumpe
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gleitlager
alternativ oder ergänzend zu der vorhandenen Spritzölversorgung
mit einer Druckölversorgung versehen ist. Diese Druckölversorgung
ist dadurch relativ einfach und kostengünstig gestaltet,
dass sie aus einer an eine Druckleitung angeschlossenen, zwischen
einem Anfahrelement und dem Lagerschild angeordneten Verbindungsleitung
sowie einer mit dieser verbundenen, innerhalb des Lagerbundes verlaufenden und
bis in den Lagerspalt des Gleitlagers führenden Anschlussleitung
besteht. Die Druckölversorgung ist daher ohne großen
fertigungstechnischen Aufwand in einem bestehenden Getriebe nachrüstbar.
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Die
Verbindungsleitung ist zweckmäßig an eine Sekundärdruckleitung
einer von der Ölpumpe gespeisten Ölversorgungseinrichtung
angeschlossen. Eine Sekundärdruckleitung führt
Drucköl, das üblicherweise unter einem Druck von
etwa 4 bis 8 bar steht und für die Schmier- und Kühlölversorgung
von Lagern, Reibelementen und Verzahnungen des Getriebes sowie des
Anfahrelementes vorgesehen ist. Aufgrund des relativ niedrigen Druckniveaus
kann daher bei den Komponenten der Druckölversorgung auf
preiswerte handelsübliche Bauteile zurückgegriffen
werden. Zudem ist die Dosierung des dem Gleitlager zugeführten Ölvolumenstroms
bei dem niedrigen Druckniveau der Sekundärdruckleitung
einfacher realisierbar.
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Die
Verbindungsleitung kann bevorzugt wahlweise als eine druckfeste
biegsame Metallleitung oder als ein druckfester flexibler Gummischlauch
ausgebildet sein. Derartige druckfeste Leitungen sind als standardisierte
Bauteile in verschiedenen Dimensionen und Belastungsstufen relativ preiswert
erhältlich und können in begrenztem Umfang an
die jeweilige Einbaulage angepasst werden.
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Die
Anschlussleitung, deren Herstellung den einzigen Fertigungsaufwand
darstellt, ist zweckmäßig aus einer getriebeseitig
außerhalb des Gleitlagers von radial außen bis
etwa in die Mitte des Lagerbundes führenden ersten Radialbohrung,
einer motorseitig bis in die erste Radialbohrung führenden
und endseitig verschlossenen Axialbohrung, und einer im Bereich
des größten Lagerspaltes des Gleitlagers von der
axialen Mitte des Gleitlagers bis in die Axialbohrung führenden
zweiten Radialbohrung gebildet. Es versteht sich in Kenntnis der
Erfindung von selbst, dass die in den Lagerspalt des Gleitlagers
führende zweite Radialbohrung bei Vorhandensein einer auf den
Lagerbund des Lagerschildes aufgepressten Lagerhülse des
Gleitlagers auch die Lagerwand der Lagerhülse durchdringt.
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Die
Axialbohrung der Anschlussleitung kann endseitig, d. h. an der Stirnwand
des Lagerbundes, durch einen eingepressten oder eingeschraubten Verschlussstopfen
verschlossen sein.
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Bei
Vorhandensein einer auf den Lagerbund des Lagerschildes aufgepressten
Lagerhülse des Gleitlagers kann die Axialbohrung der Anschlussleitung
jedoch auch durch die an der Stirnwand des Lagerbundes anliegenden
Stirnwand der Lagerhülse endseitig verschlossen sein.
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Die
Verbindung der Verbindungsleitung mit der Anschlussleitung wird
bevorzugt durch eine Druckverschraubung gebildet, die aus einem
druckdicht mit dem freien Ende der Verbindungsleitung verbundenen,
d. h. verpressten, verschraubten und/oder verklebten Ringstutzen
und einer durch die Öffnung des Ringstutzens in die erste
Radialbohrung der Anschlussleitung eingeschraubte Hohlschraube besteht.
Eine derartige Druckverschraubung ist leicht montierbar und als
standardisierte Baugruppe in verschiedenen Abmessungen erhältlich.
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Zur
Dosierung des dem Gleitlager zugeführten Ölvolumenstroms
ist zweckmäßig innerhalb der Druckölversorgung
eine an das Druckniveau der Druckleitung angepasste Drosselstelle
vorgesehen. Diese Drosselstelle der Druckölversorgung wird
bevorzugt durch eine kalibrierte Zentralbohrung der genannten Hohlschraube
gebildet, da diese technische Lösung einfach herstellbar
ist und keinen zusätzlichen Fertigungs- und Montageaufwand
erfordert.
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Zur
Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung
mit einem Ausführungsbeispiel beigefügt. In dieser
zeigt 1 einen Ausschnitt eines Längsschnittes
eines automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes mit einem Gleitlager
eines Pumpenantriebsrades und einer zugeordneten Druckölversorgung.
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Eine
in 1 nicht abgebildete Ölpumpe des automatisierten
Kraftfahrzeug-Getriebes ist in einer sogenannten Off-Axis-Ausführung
achsparallel zu einer zentralen Eingangswelle des Getriebes angeordnet,
wobei der Primärrotor der Ölpumpe über
eine Pumpenantriebsstufe mit einem Pumpenantriebsrad 1 und
einem Pumpenabtriebsrad mit der Triebwelle eines Antriebsmotors
in Triebverbindung steht. Das hohlzylindrisch ausgebildete Pumpenantriebsrad 1 ist
koaxial zu der Drehachse 2 der Eingangswelle des Getriebes
angeordnet und steht über eine nicht dargestellte formschlüssige
Verbindung mit der Triebwelle des Antriebsmotors oder einem mit
dieser drehfest verbundenen Bauteil in Triebverbindung. Das Pumpenantriebsrad 1 ist über
ein Gleitlager 3 auf einem ringförmigen Lagerbund 4 eines
gehäusefesten Lagerschildes 5 drehbar gelagert.
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Das
Gleitlager 3 umfasst eine in das Pumpenantriebsrad 1 eingepresste äußere
Gleitlagerbuchse 6 und die eine innere Gleitlagerbuchse
bildende Lagerwand 7 einer auf dem Lagerbund 4 aufgepressten
Lagerhülse 8. Zum Ausgleich unterschiedlicher
Wärmedehnungen des üblicherweise aus Stahl hergestellten
Pumpenantriebsrades 1 und des üblicherweise aus
einer Aluminiumlegierung hergestellten Lagerschildes 5 ist
die Lagerhülse 8 bevorzugt aus einem Stahlblech
hergestellt und die Lagerwand 7 der Lagerhülse 8 von
der zylindrischen Außenwand des Lagerbundes 4 beabstandet.
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Zur
Schmieröl-Versorgung des Gleitlagers 3 des Pumpenantriebsrades 1 ist
eine Druckölversorgung 9 vorgesehen, die eine
an eine in 1 nicht erkennbare Sekundärdruckleitung
angeschlossene, zwischen einem Anfahrelement und dem Lagerschild 5 angeordnete
Verbindungsleitung 10 sowie eine mit dieser verbundene,
innerhalb des Lagerbundes 4 verlaufende und bis in den
zwischen der äußeren Gleitlagerbuchse 6 und
der Lagerwand 7 der Lagerhülse 8 befindlichen
Lagerspalt 12 des Gleitlagers 3 führende
Anschlussleitung 11 umfasst, so dass Drucköl aus
der Sekundärdruckleitung entsprechend der Richtungspfeile 13 in
den Lagerspalt 12 des Gleitlagers 3 gefördert
wird.
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Die
Verbindungsleitung 10 ist als eine druckfeste biegsame
Metallleitung ausgebildet. Die Anschlussleitung 11 besteht
aus einer getriebeseitig außerhalb des Gleitlagers 3 von
radial außen bis etwa in die Mitte des Lagerbundes 9 führenden
ersten Radialbohrung 14, einer motorseitig bis in die erste
Radialbohrung 14 führenden und endseitig verschlossenen
Axialbohrung 15, und einer im Bereich des größten
Lagerspaltes 12 von der axialen Mitte des Gleitlagers 3 unter
Durchdringung der Lagerwand 7 der Lagerhülse 8 bis
in die Axialbohrung 15 führenden zweiten Radialbohrung 16.
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Die
Axialbohrung 15 der Anschlussleitung 11 ist endseitig
durch die Stirnwand 17 der auf den Lagerbund 4 des
Lagerschildes 5 aufgepressten Lagerhülse 8 verschlossen.
Der Zwischenraum zwischen der Lagerwand 7 der Lagerhülse 8 und
der zylindrischen Außenwand des Lagerbundes 4 ist
mittels eines in eine getriebeseitige Ringnut 18 des Lagerbundes 4 eingelegten
Dichtring 19 abgedichtet.
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Die
Verbindung der Verbindungsleitung 10 mit der Anschlussleitung 11 ist
durch eine Druckverschraubung 20 gebildet, die aus einem
druckdicht auf das freie Ende der 21 der Verbindungsleitung 10 aufgepressten
Ringstutzen 22 und einer durch die Öffnung des
Ringstutzens 22 in die erste Radialbohrung 14 der
Anschlussleitung 11 eingeschraubte Hohlschraube 23 besteht.
Zur Dosierung des dem Gleitlager 3 zugeführten Ölvolumenstroms
ist die Zentralbohrung 24 der Hohlschraube 23 als
eine an das Druckniveau der Sekundärdruckleitung angepasste Drosselstelle 25 ausgebildet.
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Mit
der beschriebenen Druckölversorgung 9, die ohne
großen fertigungstechnischen Aufwand alternativ oder ergänzend
zu einer vorhandenen Spritzölversorgung des Gleitlagers 3 in
ein bestehendes Kraftfahrzeug-Getriebe integrierbar ist, wird die
Betriebssicherheit der Lagerung des Pumpenantriebsrades 1 und
damit der betreffenden Ölpumpe wesentlich erhöht.
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- 1
- Pumpenantriebsrad
- 2
- Drehachse
- 3
- Gleitlager
- 4
- Lagerbund
- 5
- Lagerschild
- 6
- Gleitlagerbuchse
- 7
- Lagerwand
der Lagerhülse
- 8
- Lagerhülse
- 9
- Druckölversorgung
- 10
- Verbindungsleitung
- 11
- Anschlussleitung
- 12
- Lagerspalt
- 13
- Richtungspfeil
- 14
- Erste
Radialbohrung
- 15
- Axialbohrung
- 16
- Zweite
Radialbohrung
- 17
- Stirnwand
der Lagerhülse
- 18
- Ringnut
- 19
- Dichtring
- 20
- Druckverschraubung
- 21
- Freies
Ende der Verbindungsleitung
- 22
- Ringstutzen
- 23
- Hohlschraube
- 24
- Zentralbohrung
- 25
- Drosselstelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10227314
A1 [0003]
- - WO 93/011376 A1 [0003]
- - DE 4342233 B4 [0005]
- - DE 102004045462 A1 [0006]
- - WO 2008/031844 A1 [0007]