DE102008043734B4

DE102008043734B4 - Getriebevorrichtung mit einem eine Getriebehauptpumpeneinrichtung aufweisenden Hydrauliksystem

Info

Publication number: DE102008043734B4
Application number: DE102008043734.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Lindner; Peter Tiesler; Matthias List; Thilo Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2023-05-04
Anticipated expiration: 2028-11-15
Also published as: US8808129B2; US20100125023A1; DE102008043734A1

Abstract

Getriebevorrichtung (1) mit einem eine Getriebehauptpumpeneinrichtung aufweisenden Hydrauliksystem (4) zum Versorgen verschiedener Getriebekomponenten mit Hydraulikfluid, die über ein an einer Getriebeeingangswelle (2) anliegendes Drehmoment antreibbar ist,wobei ein Kraftfluss zwischen der Getriebeeingangswelle (2) und einer Getriebeausgangswelle (3) über verschiedene hydraulisch betätigbare Getriebekomponenten herstellbar ist und der Kraftfluss bei von der Getriebehauptpumpeneinrichtung unversorgtem Hydrauliksystem (4) unterbrochen ist, und wobei das Hydrauliksystem (4) mit einer Zusatzpumpeneinrichtung (5) ausgebildet ist, über welche das Hydrauliksystem (4) ebenfalls mit Hydraulikfluid beaufschlagbar ist,wobei die Zusatzpumpeneinrichtung (5) zumindest bei unterbrochenem Kraftfluss über ein an der Getriebeausgangswelle (3) anliegendes Drehmoment antreibbar ist,wobei die Zusatzpumpeneinrichtung (5) mit der Getriebeausgangswelle (3) oder der Getriebebeingangswelle (2) verbunden und über eine Koppeleinrichtung (6) mit der Getriebeeingangswelle (2) oder der Getriebeausgangswelle (3) in Wirkverbindung bringbar ist,dadurch gekennzeichnet, dassdie Koppeleinrichtung (6) hydraulisch betätigbar ausgeführt ist und die Wirkverbindung zwischen der Zusatzpumpeneinrichtung (5) und der Getriebeeingangswelle (2) oder der Getriebeausgangswelle (3) in Abhängigkeit eines Betätigungsdruckes herstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit einem eine Getriebehauptpumpeneinrichtung aufweisenden Hydrauliksystem gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Praxis bekannte Getriebevorrichtungen, insbesondere Automatgetriebe, sind zur Versorgung verschiedener Getriebekomponenten mit Hydraulikfluid mit einem eine Getriebehauptpumpeneinrichtung aufweisenden Hydrauliksystem ausgebildet. Derartige Getriebehauptpumpeneinrichtungen sind oftmals getriebeeingangsseitig angeordnet und über ein an einer Getriebeeingangswelle anliegendes Drehmoment, beispielsweise über ein Drehmoment einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges, antreibbar. Ein Kraftfluss zwischen der Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle ist jeweils über verschiedene hydraulisch betätigbare Getriebekomponenten herstellbar, wobei der Kraftfluss bei von der Getriebehauptpumpeneinrichtung unversorgtem Hydrauliksystem unterbrochen ist.
Fahrzeuge, welche mit Getriebevorrichtungen ausgeführt sind, deren Getriebehauptpumpeneinrichtungen motorseitig antreibbar sind, sind grundsätzlich systembedingt durch verminderte Abschleppfähigkeiten gekennzeichnet. Sowohl die Abschleppgeschwindigkeiten als auch die Abschleppstrecken sind ohne Sondermaßnahmen meist stark eingeschränkt, was jedoch unerwünscht ist.
Die eingeschränkte Abschleppfähigkeit wird durch die bei abgeschalteter Antriebsmaschine unzureichende getriebehauptpumpeneinrichtungsseitige Versorgung der Getriebekomponenten mit Hydraulikfluid verursacht, da während eines Abschleppvorganges, während dem die Antriebsräder Bodenkontakt haben, über eine Getriebeausgangswelle ein Drehmoment in die Getriebevorrichtung eingeleitet sowie mit der Getriebeausgangswelle wirkverbundene Getriebekomponenten rotatorisch angetrieben werden. Aufgrund der fehlenden Schmierung und Kühlung der angetriebenen Getriebekomponenten ist die während eines Abschleppvorganges im Bereich der Getriebekomponenten erzeugte Reibungswärme nur bedingt abführbar, womit die thermische Belastung der Getriebekomponenten unerwünscht hoch wird und unter Umständen ein die Funktionsweise einer Getriebevorrichtung nachhaltig beeinträchtigendes Fressen auftreten kann.
Die aus einer Unterversorgung einer Getriebevorrichtung mit Hydraulikfluid resultierende Problematik tritt in Abhängigkeit der Ausführungsform eines Fahrzeugantriebsstranges unter Umständen auch während anderer Betriebszustandsverläufe eines Fahrzeuges auf. So wird eine vorbeschriebene Getriebevorrichtung eines Hybridallradfahrzeuges während eines reinen elektrischen Fahrbetriebes, der über eine einer Fahrzeugachse direkt zugeordneten elektrischen Maschine durchgeführt wird, ohne das Antriebsmoment der elektrischen Maschine über die Getriebevorrichtung führen zu müssen, über eine getriebeeingangsseitig angeordnete Getriebehauptpumpeneinrichtung ebenfalls nicht in gewünschtem Umfang mit Hydraulikfluid versorgt.
Neben den als Haupt- oder Primärpumpen für die Ölversorgung eines Automatgetriebes vorgesehenen und motorseitig angetriebenen Pumpeneinrichtungen werden zur Vermeidung der oben erläuterten Problematik Getriebevorrichtungen zusätzlich sogenannte Sekundärpumpen oder Zusatzpumpeneinrichtungen zugeordnet, welche anstelle der Getriebehauptpumpeneinrichtungen ein Hydrauliksystem mit Hydraulikfluid versorgen oder zusätzlich zu den Getriebehauptpumpeneinrichtungen weitere Funktionen der Ölversorgung zur Verfügung stellen und einen separaten Antrieb aufweisen.
Nachteilhafterweise führt die letztgenannte Ausgestaltung von Getriebevorrichtungen mit jeweils einer von einer Antriebsmaschine antreibbaren Getriebehauptpumpeneinrichtung und einer vorzugsweise elektromotorisch antreibbaren Zusatzpumpeneinrichtung im Vergleich zu Getriebevorrichtungen, welche ohne Zusatzpumpeneinrichtung ausgebildet sind, zu einer Erhöhung der Herstellkosten einer Getriebeeinrichtung.
Des Weiteren stellt die Stromaufnahme einer aktiven Zusatzpumpeneinrichtung in ungünstigen Betriebszuständen eine unerwünschte Bordnetzbelastung dar. Zusätzlich wird durch die Anordnung der vorzugsweise extern eines Gehäuses einer Getriebevorrichtung vorgesehenen Zusatzpumpe ein Bauraumbedarf im Fahrzeug und ein konstruktiver Aufwand aufgrund der hydraulischen Anbindung der Zusatzpumpeneinrichtung eines Hydrauliksystems der Getriebevorrichtung und der elektrischen Anbindung der Zusatzpumpe an das elektrische Steuer- und Regelsystem eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges in unerwünschtem Umfang erhöht.
Alternativ zu der Zusatzpumpeneinrichtung besteht auch die Möglichkeit, Fahrzeugantriebsstränge zur Verfügung zu stellen, bei welchen eine Wirkverbindung zwischen der Getriebevorrichtung und dem Abtrieb durch eine Bedienperson bedarfsweise unterbrechbar ist, um Betriebszustände von Getriebevorrichtungen zu vermeiden, während den hohe Belastungen ohne entsprechende Schmierung und Kühlung auftreten. Die Wirkverbindung zwischen der Getriebevorrichtung und dem Abtrieb ist beispielsweise durch Aushängen der Kardanwelle oder durch andere geeignete Maßnahmen trennbar, wobei derart ausgeführte Fahrzeugantriebsstränge wiederum durch hohe Herstellkosten gekennzeichnet sind und konstruktiv aufwändig sind.
Im Weiteren offenbaren die Dokumente DE 11 2004 000 874 B4 , DE 198 01 766 C2 , DE 103 18 152 A1 , DE 601 07 592 T2 , DE 699 09 031 T2 , DE 689 29 357 T2 , EP 1 505 320 A2 , DE 11 2004 000 874 T5 , DE 601 15 717 T2 ebenfalls eine Getriebevorrichtung mit einem eine Getriebehauptpumpeneinrichtung aufweisenden Hydrauliksystem.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Getriebevorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welchem Getriebekomponenten auch während Abschleppvorgängen oder während hierzu vergleichbarer Betriebszustandsverläufe zur Vermeidung von die Funktionsweise einer Getriebevorrichtung nachteilig beeinflussenden Betriebszuständen kostengünstig und mit geringem Bauraumbedarf in gewünschtem Umfang mit Hydraulikfluid versorgbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung ist mit einem eine Getriebehauptpumpeneinrichtung aufweisenden Hydrauliksystem zum Versorgen verschiedener Getriebekomponenten mit Hydraulikfluid ausgebildet. Die Getriebehauptpumpeneinrichtung ist über ein an einer Getriebeeingangswelle anliegendes Drehmoment antreibbar. Ein Kraftfluss zwischen der Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle ist über verschiedene hydraulisch betätigbare Getriebekomponenten herstellbar und bei von der Getriebehauptpumpeneinrichtung unversorgtem Hydrauliksystem unterbrochen. Zusätzlich ist das Hydrauliksystem mit einer Zusatzpumpeneinrichtung ausgebildet, über welche das Hydrauliksystem ebenfalls mit Hydraulikfluid beaufschlagbar ist.
Dadurch, dass die Zusatzpumpeneinrichtung zumindest bei unterbrochenem Kraftfluss der Getriebevorrichtung über ein an der Getriebeausgangswelle anliegendes Drehmoment antreibbar ist, ist das Hydrauliksystem auch bei nicht fördernder Getriebehauptpumpeneinrichtung über die Zusatzpumpeneinrichtung mit Hydraulikfluid beaufschlagbar.
Damit sind im Bereich der Getriebevorrichtung die Funktionsweise der Getriebevorrichtung beeinträchtigende Betriebszustände, beispielsweise während eines Abschleppvorganges eines mit der Getriebevorrichtung ausgebildeten Fahrzeuges oder während eines elektrischen Fahrbetriebes eines die Getriebevorrichtung aufweisenden Hybridallradfahrzeuges, durch eine zusatzpumpenseitig ausreichend zur Verfügung gestellte Schmierung und Kühlung vermeidbar. Die Versorgung der Getriebevorrichtung mit Hydraulikfluid über die Zusatzpumpeneinrichtung ist zudem kostengünstig und mit geringem Bauraumbedarf durchführbar, da die Zusatzpumpeneinrichtung über die Getriebeausgangswelle antreibbar ausgeführt ist und somit ein zusätzlicher bzw. separater Antrieb, wie beispielsweise ein Elektromotor, für den Betrieb der Zusatzpumpeneinrichtung nicht benötigt wird.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der Erfindung ist die Zusatzpumpeneinrichtung mit der Getriebeausgangswelle oder der Getriebeeingangswelle verbunden und über eine Koppeleinrichtung mit der Getriebeeingangswelle oder der Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung bringbar. Dies bietet auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, das Hydrauliksystem nur in vordefinierten Betriebszuständen über die Zusatzpumpeneinrichtung mit Hydraulikfluid zu versorgen und ansonsten im Bereich der Koppeleinrichtung von der Getriebeeingangswelle oder der Getriebeausgangswelle antriebstechnisch zu trennen. Das bedeutet, dass außerhalb der vordefinierten Bedarfsfälle, während welchen die Zusatzpumpeneinrichtung zugeschaltet wird, im Bereich der Zusatzpumpeneinrichtung keine Verlustleistungen erzeugt werden und die Getriebevorrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad betreibbar ist.
Alternativ hierzu ist die Zusatzpumpeneinrichtung getriebegehäuseseitig festgelegt bzw. mit dem Getriebegehäuse verbunden und über die Koppeleinrichtung mit der Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung bringbar, um die Getriebekomponenten betriebszustandsabhängig bedarfsgerecht, kostengünstig und mit geringem Bauraumbedarf bei getriebehauptpumpenseitig unzureichender Schmierung und/oder Kühlung mit Hydraulikfluid zu Versorgen.
Die Koppeleinrichtung ist bei einer bauraumgünstigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung hydraulisch betätigbar ausgeführt, wobei die Wirkverbindung zwischen der Zusatzpumpeneinrichtung und der Getriebeausgangswelle oder der Getriebeeingangswelle in Abhängigkeit eines Betätigungsdruckes, vorzugsweise eines Betätigungsdruckes eines der hydraulisch betätigbaren Getriebekomponenten der Getriebevorrichtung, kostengünstig herstellbar ist, da beispielsweise zusätzliche Druckregler und dergleichen nicht benötigt werden.
Eine im Vergleich zu letztgenannter Ausführungsform der Getriebevorrichtung nach der Erfindung durch einen geringeren Dichtaufwand gekennzeichnete Ausführungsform der Getriebevorrichtung ist mit einer mechanisch betätigbaren Koppeleinrichtung ausgebildet, wobei die Wirkverbindung zwischen der Zusatzpumpeneinrichtung und der Getriebeausgangswelle oder der Getriebeeingangswelle vorzugsweise über eine Notentriegelungseinrichtung einer Parksperreneinrichtung der Getriebevorrichtung herstellbar ist, welche üblicherweise vor einem Abschleppvorgang eines mit einer vorzugsweise als Automatgetriebe ausgebildeten Getriebevorrichtung ausgeführten Fahrzeuges in an sich bekannter Art und Weise zu betätigen ist.
Bei einer besonders bauraumgünstigen Getriebevorrichtung nach der Erfindung ist die Zusatzpumpeneinrichtung innerhalb der Getriebeausgangswelle angeordnet, womit für die Zusatzpumpeneinrichtung im Vergleich zu Getriebevorrichtungen, welche ohne Zusatzpumpeneinrichtungen ausgeführt sind, kein zusätzlicher Bauraumbedarf benötigt wird.
Alternativ hierzu ist die Zusatzpumpeneinrichtung bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Getriebevorrichtung nach der Erfindung außerhalb der Getriebeausgangswelle angeordnet, wobei die Zusatzpumpeneinrichtung bei weiteren Ausführungsformen der Getriebevorrichtung über einen mit der Getriebeausgangswelle verbundenen Exzenter der Koppeleinrichtung antreibbar ist oder die Koppeleinrichtung als Kettentrieb, Riementrieb oder als Zahnradstufe ausgebildet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung weist die vorzugsweise mit einer Axialkolbenpumpe ausgebildete Zusatzpumpeneinrichtung zumindest ein in einem Pumpengehäuseteil längsbeweglich angeordnetes und in Entspannungsrichtung angefedertes Kolbenelement auf, das mit dem Pumpengehäuseteil einen Kolbenraum begrenzt, der über eine erste Ventileinrichtung mit einem Ansaugbereich und über eine zweite Ventileinrichtung mit einem Druckbereich der Zusatzpumpeneinrichtung verbindbar ist, womit die Zusatzpumpeneinrichtung vorzugsweise mit geringem Fertigungsaufwand innerhalb der Getriebeausgangswelle oder auch außerhalb der Getriebeausgangswelle anordenbar ist.
Das Kolbenelement ist bei einer Weiterbildung der Getriebevorrichtung nach der Erfindung in einem dem Kolbenraum abgewandten Bereich mit einem ersten Nockenelement der Koppeleinrichtung verbunden, das drehfest und längsbeweglich mit der Getriebeausgangswelle in Verbindung steht und mit einem mit der Getriebeeingangswelle fest verbundenen zweiten Nockenelement in Wirkverbindung bringbar ist, wobei das Kolbenelement bei Vorliegen einer Differenzdrehzahl zwischen den beiden Nockenelementen und bei Vorliegen der Wirkverbindung zwischen den Nockenelementen im Pumpengehäuseteil hin- und herbewegt wird und in Abhängigkeit des an der Getriebeausgangswelle anliegenden Drehmomentes das Hydrauliksystem mit Hydraulikfluid versorgt.
Damit besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, die Getriebekomponenten der Getriebevorrichtung während eines Abschleppvorganges, während dem die Getriebeeingangswelle bei abgeschalteter Antriebsmaschine eines Fahrzeugantriebsstranges im Getriebegehäuse still steht und der Kraftfluss aufgrund der dann nicht fördernden Getriebehauptpumpeneinrichtung in der Getriebevorrichtung unterbrochen ist, kosten- und baumraumgünstig über die Zusatzpumpeneinrichtung mit Hydraulikfluid zu versorgen, da diese bei aktivierter Wirkverbindung zwischen der Getriebeausgangswelle, welche aufgrund der Wirkverbindung mit dem Abtrieb des Fahrzeugantriebsstranges rotiert, und der Zusatzpumpeneinrichtung ohne einen durch hohe Herstellkosten und einen großen Bauraumbedarf gekennzeichneten Sekundärantrieb, beispielsweise einen Elektromotor, angetrieben wird.
Das zweite Nockenelement ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Getriebevorrichtung nach der Erfindung über wenigstens zwei Nockenzapfen mit der Getriebeeingangswelle verbunden, wobei die Nockenzapfen verschieden ausgeführt sind, um eine definierte Montagelage des zweiten Nockenelementes, welche für die Funktionsweise der Zusatzpumpeneinrichtung erforderlich ist, zu gewährleisten.
Eine konstruktiv einfache Ausführungsform der Getriebevorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbereich der Zusatzpumpeneinrichtung über eine Durchgangsbohrung eines Nockenzapfens des zweiten Nockenelementes mit einem Schmierdruckkanal der Getriebeeingangswelle verbunden ist.
Die Wirkverbindung zwischen den beiden Nockenelementen ist bei einer ebenfalls konstruktiv einfachen und kostengünstigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung mittels eines Betätigungsdruckes eines Schaltelementes entgegen der am Kolbenelement der Zusatzpumpeneinrichtung angreifenden Federkraft aufhebbar.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematisierte Teilschnittansicht einer Getriebevorrichtung nach der Erfindung.
In der Figur ist eine stark vereinfachte Teillängsschnittansicht einer Getriebevorrichtung 1 mit einer Getriebeeingangswelle 2 bzw. einer Getriebehauptwelle und einer Getriebeausgangswelle 3 dargestellt. Die Getriebevorrichtung 1 ist mit einem Hydrauliksystem 4 ausgebildet, über welches verschiedene Getriebekomponenten mit Hydraulikfluid versorgbar sind. Das Hydrauliksystem 4 ist mit einer getriebeeingangsseitig angeordneten und in der Figur nicht näher dargestellten Getriebehauptpumpeneinrichtung ausgeführt, die über ein an der Getriebeeingangswelle 2 anliegendes Drehmoment in an sich bekannter Art und Weise antreibbar ist.
Ein Kraftfluss zwischen der Getriebeeingangswelle 2 und der Getriebeausgangswelle 3 ist über verschiedene hydraulisch betätigbare Getriebekomponenten, d. h. vorliegend über reibschlüssige Schaltelemente, wie Lamellenkupplungen und Lamellenbremsen, herstellbar. Der Kraftfluss ist in der Getriebevorrichtung 1 bei von der Getriebehauptpumpeneinrichtung unversorgtem Hydrauliksystem 4 unterbrochen, wobei dieser Betriebszustand der Getriebevorrichtung 1 im Wesentlichen in abgeschaltetem Zustand einer mit der Getriebeeingangswelle 2 wirkverbundenen bzw. in Wirkverbindung bringbaren Antriebsmaschine eines mit der Getriebevorrichtung 1 ausgebildeten Fahrzeugantriebsstranges vorliegt.
Um das Hydrauliksystem 4 bzw. die verschiedenen Getriebekomponenten der Getriebevorrichtung in einem derartigen Betriebszustand eines Fahrzeugantriebsstranges bzw. der Getriebevorrichtung 1 dennoch in erforderlichem Umfang mit Hydraulikfluid beaufschlagen zu können, ist das Hydrauliksystem 4 mit einer Zusatzpumpeneinrichtung 5 ausgebildet, über welche das Hydrauliksystem 4 ebenfalls mit Hydraulikfluid beaufschlagbar ist, da die Zusatzpumpeneinrichtung 5 bei unterbrochenem Kraftfluss in der Getriebevorrichtung 1 über ein an der Getriebeausgangswelle 3 anliegendes Drehmoment antreibbar ist.
Die Getriebeausgangswelle 3 ist mit einem Abtrieb des mit der Getriebevorrichtung ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges verbunden, womit an der Getriebeausgangswelle 3 beispielsweise während eines Abschleppvorganges des Fahrzeuges, bei welchem der Abtrieb bzw. die Räder des Abtriebs des Fahrzeuges auf dem Fahrbahnuntergrund abrollen, das am Abtrieb vorliegende Abtriebsmoment anliegt und auf die mit der Getriebeausgangswelle 3 wirkverbundenen Getriebekomponenten übertragen wird, während die bei in der Getriebevorrichtung 1 unterbrochenem Kraftfluss von der Getriebeausgangswelle 3 getrennten Getriebekomponenten im Wesentlichen stillstehen. Das bedeutet, dass während eines Abschleppvorganges eines Fahrzeuges im Bereich der Getriebehauptpumpeneinrichtung kein Hydraulikfluid gefördert wird und weder ein Betätigungsdruck für die hydraulisch betätigbaren Getriebekomponenten noch ein Schmierölvolumenstrom und ein Kühlölvolumenstrom von der Getriebehauptpumpeneinrichtung zur Verfügung gestellt werden.
In diesem Fall ist die Zusatzpumpeneinrichtung 5 über eine hydraulisch betätigbare Koppeleinrichtung 6 mit der Getriebeeingangswelle 2 in Wirkverbindung bringbar, in deren Bereich das an der Getriebeausgangswelle 3 anliegende Drehmoment zur Betätigung der Zusatzpumpeneinrichtung 5 über die Koppeleinrichtung 6 abstützbar ist.
Die Zusatzpumpeneinrichtung 5 ist bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel innerhalb der Getriebeausgangswelle 3 angeordnet und als Axialkolbenpumpe ausgeführt, mittels welcher Hydraulikfluid bei nicht fördernder Getriebehauptpumpeneinrichtung zur Verfügung stellbar ist. Ein Ansaugbereich 7 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 ist über eine Hydraulikleitung 8 mit einem Ölsumpf 9 der Getriebevorrichtung 1 verbunden, womit von dort im Betrieb der Zusatzpumpeneinrichtung 5 Hydraulikfluid angesaugt wird. Der Ansaugbereich 7 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 umfasst ein in ein aus Aluminium hergestelltes Getriebegehäuse 10 eingegossenes Stahlrohr 11, welches vor dem Eingießen mit der gewünschten Form, die durch Biegungen und dergleichen charakterisiert ist, vorgefertigt wird. Diese Vorgehensweise wird angewandt, da die Form der Öl führenden Verbindung zwischen Ölsumpf 9 und dem Ansaugbereich 7 durch nachträgliches Einbringen von Bohrungen in das Getriebegehäuse 10 nicht darstellbar ist.
Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Zusatzpumpeneinrichtung als Flügelzellenpumpe oder als sonstige geeignete Verdrängerpumpe, beispielsweise als Membranpumpe oder dergleichen, oder auch als Strömungspumpe auszuführen.
Das Stahlrohr 11 mündet in einen Ringraum 12 der von einem Ringelement 13 begrenzt wird. Das Ringelement 13 ist vorliegend aus Stahl hergestellt und weist über den Umfang verteilt angeordnete Bohrungen 14 auf, die eine Verbindung zwischen dem Ringraum 12 und einem in Bezug auf die Getriebeausgangswelle 3 radial weiter innen liegenden weiteren Ringraum 15 herstellen. Darüber hinaus ist das Ringelement 13 drehfest mit dem Getriebegehäuse 10 verbunden, womit zwischen der Getriebeausgangswelle 3 und dem Ringelement 13 im Betrieb der Getriebevorrichtung 1 eine Differenzdrehzahl vorliegt. Zur Abdichtung sind zwischen der Getriebeausgangswelle 3 und dem Ringelement 13 zwei Rechteckringe 16, 17 vorgesehen.
Ausgehend vom weiteren Ringraum 15 des Ansaugbereiches 7 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 wird das von der Zusatzpumpeneinrichtung 5 angesaugte Hydraulikfluid über eine in der Getriebeausgangswelle 3 vorgesehene Bohrung 18 in einen zusätzlichen Ringraum 19 weitergeleitet, der von der Getriebeausgangswelle 3 und einem Pumpengehäuseteil bzw. einem Pumpenzylinder 20 begrenzt wird.
Der Pumpenzylinder 20 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 weist im Betrieb der Getriebevorrichtung 1 gegenüber der Getriebeausgangswelle 3 keine Differenzdrehzahl auf, da der Pumpenzylinder 20 aufgrund einer Reibkraft einer zwischen dem Pumpenzylinder 20 und der Getriebeausgangswelle 3 abdichtenden und vorliegend als O-Ring ausgebildeten Dichteinrichtung 21 in der Getriebeausgangswelle 3 steht bzw. die gleiche Drehzahl aufweist.
Im Pumpenzylinder 20 ist ein längsbeweglich ausgeführtes Kolbenelement 22 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 angeordnet, welches drehfest mit einem ersten Nockenelement der Koppeleinrichtung 6 verbunden ist. Die drehfeste Verbindung zwischen dem Kolbenelement 22 und dem ersten Nockenelement 23 ist vorliegend über eine Verklebung hergestellt, wobei die drehfeste Verbindung in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch über eine Presspassung oder eine andere geeignete Verbindungseinrichtung vorgesehen werden kann.
Das erste Nockenelement 23 greift in das vorliegend hohlzylindrisch ausgeführte Kolbenelement 22 über eine längere axiale Wegstrecke ein und ist mit einer in axialer Richtung des ersten Nockenelementes 23 verlaufenden Durchgangsbohrung 24 ausgebildet. Im Bereich seines dem ersten Nockenelement 23 abgewandten Endes ist das Kolbenelement 22 über eine Federeinrichtung 25 in Saugrichtung der Zusatzpumpeneinrichtung 5 angefedert bzw. in einer einen Kolbenraum 26 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 vergrößernden Bewegungsrichtung des Kolbenelementes 22 angefedert.
Zwischen den Ansaugbereich 7 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 und dem Kolbenraum 26 ist eine erste Ventileinrichtung 27 vorgesehen, welche ein Rückströmen von im Kolbenraum 26 angeordnetem Hydraulikfluid während einer Verdichtungsbewegung des Kolbenelementes 22 in Richtung des Ansaugbereiches 7 verhindert. Die erste Ventileinrichtung 27 ist vorliegend als Rückschlagventil, welches als Kugelventil, Plattenventil, Membranventil oder dergleichen ausführbar ist, ausgebildet und kann bei weiteren in der Zeichnung nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen der Getriebevorrichtung nach der Erfindung auch als schaltbare Ventileinrichtung ausgebildet sein.
Das erste Nockenelement 23 ist über eine Verbindungseinrichtung 28 drehfest mit der Getriebeausgangswelle 3 verbunden und in axialer Richtung längsbeweglich in der Getriebeausgangswelle 3 gelagert, wobei die Verbindungseinrichtung 28 vorliegend als Keilwellenprofil ausgebildet ist und bei weiteren Ausführungsbeispielen der Getriebevorrichtung nach der Erfindung auch in konstruktiv anderer Art und Weise realisierbar ist.
Aufgrund der drehfesten Verbindung zwischen dem ersten Nockenelement 23 und der Getriebeausgangswelle 3 läuft das erste Nockenelement 23 in allen Betriebsbereichen der Getriebevorrichtung 1 mit der selben Drehzahl wie die Getriebeausgangswelle 3 um. In dem in der Figur dargestellten Betriebszustand der Zusatzpumpeneinrichtung 5 wirkt das erste Nockenelement 23 im Bereich seines dem Kolbenelement 22 abgewandten Endes mit einem zweiten Nockenelement 29 zusammen, welches über drei Nockenzapfen 30 und 31 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 2 verbunden ist, wobei lediglich zwei der Nockenzapfen 30, 31 in der Schnittebene der Figur liegen.
Das zumindest abschnittsweise zylindrisch ausgebildete zweite Nockenelement 29 ist an seiner dem ersten Nockenelement 23 zugewandten Stirnseite wenigstens annähernd dachartig ausgeführt. Gleichzeitig weist das ebenfalls bereichsweise zylindrisch ausgeführte erste Nockenelement 23 in seinem mit dem zweiten Nockenelement 29 zusammenwirkenden Endbereich eine mit dem dachartigen Endbereich des zweiten Nockenelementes 29 derart korrespondierende Aussparung 45 auf, dass das dachartige Ende des zweiten Nockenelementes 23 bei Vorliegen einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Nockenelementen 23 und 29 alternierend in die Aussparung des ersten Nockenelementes 23 eingreift und wieder aus dieser herausgeführt wird. Diese Ausführung der beiden Nockenelemente 23 und 29 bewirkt bei einer Drehzahldifferenz zwischen den Nockenelementen 23 und 29 abwechselnd aufeinander folgende axiale Bewegungen des ersten Nockenelementes 23 und auch des damit verbundenen Kolbenelementes 22 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 25 von der Getriebeeingangswelle 2 weg und aufgrund der Federvorspannung zurück in Richtung der Getriebeeingangswelle 2, womit das Kolbenelement 22 die zum Fördern der Zusatzpumpeneinrichtung 5 erforderliche Pumpenbewegung ausführt.
Während eines Abschleppvorganges oder weiterer Betriebszustände eines Fahrzeuges, während welchen beispielsweise ein rein elektrischer Fahrbetrieb des Fahrzeuges über eine einer Fahrzeugachse direkt zugeordneten elektrischen Maschine durchgeführt wird, deren Drehmoment direkt zu den Rädern der zugeordneten Fahrzeugachse geführt wird, so dass über den restlichen Fahrzeugantriebsstrang, der die Getriebevorrichtung 1 aufweist, kein Drehmoment geführt wird, fördert die getriebeeingangsseitig antreibbare Getriebehauptpumpeneinrichtung kein Hydraulikfluidvolumen, da die Getriebeeingangswelle 2 im Wesentlichen still steht. Getriebeausgangseitig bzw. an der Getriebeausgangswelle 3 liegt das von der elektrischen Maschine oder durch den Abschleppvorgang erzeugte Abtriebsmoment an, womit zwischen dem ersten Nockenelement 23 und dem zweiten Nockenelement 29 eine Differenzdrehzahl vorliegt, welche aufgrund der beiden miteinander in Wirkverbindung stehenden Endbereiche der beiden Nockenelemente 23 und 29 in eine axiale Betätigungsbewegung des ersten Nockenelementes 23 und des damit fest verbundenen Kolbenelementes 22 umgewandelt wird.
Diese axiale Bewegung des Kolbenelementes 22 bewirkt eine Förderung des Hydraulikfluids vom Ansaugbereich 7 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 in Richtung eines Druckbereiches 33 der Zusatzpumpeneinrichtung 5. Der Druckbereich 33 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 erstreckt sich in Bezug auf den Kolbenraum 26 stromab von einer zweiten Ventileinrichtung 34, die zwischen dem Kolbenraum 26 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 und der Durchgangsbohrung 24 des ersten Nockenelementes 23 angeordnet ist, bis in einen vorliegend als Zentrierung ausgeführten Kanal 35 der Getriebeeingangswelle 2. Der Kanal 35 wird vorliegend während der Fertigung der Getriebeeingangswelle 2 in die der Getriebeausgangswelle 3 zugewandte Stirnfläche eingebracht. Über die zweite Ventileinrichtung 34 wird ein Rückströmen von Hydraulikfluid aus dem Druckbereich 33 in Richtung des Kolbenraumes 26 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 vermieden.
Darüber hinaus sind in der Getriebeeingangswelle 2 mehrere im Betrieb der Getriebehauptpumpeneinrichtung Hydraulikfluid führende Tieflochbohrungen 36 und 37 sowie eine weitere in der Schnittansicht der Zeichnung nicht näher dargestellte weitere Tieflochbohrung vorgesehen, in welche die Nockenzapfen 30, 31 des zweiten Nockenelementes 29 spielfrei eingreifen. Die Nockenzapfen 30, 31 sind vorliegend mit unterschiedlicher Länge und die Tieflochbohrungen 36, 37 sind mit damit derart korrespondierenden Aufnahmen ausgeführt, dass das zweite Nockenelement 29 nur in einer vordefinierten Orientierung mit der Getriebeeingangswelle 2 montierbar ist.
Die Dichteinrichtung 21 bzw. die Senkung in der Getriebeeingangswelle 2 ist vorliegend mit einem derartigen Durchmesser ausgeführt, dass die Mündungsbereiche der Tieflochbohrungen 36, 37 in der in der Figur näher dargestellten Art und Weise von dem Mündungsbereich des Kanals 35 übergriffen werden, womit der Kanal 35 mit einer im zweiten Nockenelement 29 bzw. dessen Nockenzapfen 30 eingebrachten weiteren Bohrung 38, welche in die Tieflochbohrung 36 mündet, verbunden ist. Die Tieflochbohrung 36 stellt dabei den Schmierdruckkanal der Getriebevorrichtung 1 dar, der auch mit der Getriebehauptpumpeneinrichtung der Getriebevorrichtung 1 verbunden ist. Über den Schmierdruckkanal 36 werden somit ausgehend von der Zusatzpumpeneinrichtung 5 Lagerstellen 39 der Getriebevorrichtung 1 zum Schmieren und Kühlen in gewünschtem Umfang mit Hydraulikfluid versorgt.
Um die Zusatzpumpeneinrichtung 5 während eines normalen Betriebes der Getriebevorrichtung 1, das heißt bei fördernder Getriebehauptpumpeneinrichtung, deaktivieren zu können, ist das Kolbenelement 22 in einem zu dem Kolbenraum 26 abgewandten Steuerflächenbereich 40 mit einem druckführenden Bereich 41 der Getriebevorrichtung 1 verbunden. Das Kolbenelement 22 ist zusammen mit dem ersten Nockenelement 23 in axialer Erstreckung der Getriebeausgangswelle 3 in Richtung der ersten Ventileinrichtung 27 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 25 bei entsprechendem Druck im druckführenden Bereich 41 aus dem Eingriff mit dem zweiten Nockenelement 29 verschiebbar, womit selbst bei einer Drehzahldifferenz zwischen der Getriebeeingangswelle 2 und der Getriebeausgangswelle 3 eine axiale Bewegung des Kolbenelementes 22 unterbleibt und die Zusatzpumpeneinrichtung 5 deaktiviert ist.
Der druckführende Bereich 41 der Getriebevorrichtung 1 ist vorliegend für die Ansteuerung eines als reibschlüssige Kupplung ausgeführten Schaltelementes der Getriebevorrichtung 1 vorgesehen und wird auf einfache Art und Weise über eine zusätzliche Bohrung 42 in der Getriebeausgangswelle 3 und einem von einem zweiten Pumpengehäuseteil 43 der Zusatzpumpeneinrichtung 5 begrenzten Ringraum 44 in Richtung des Steuerflächenbereiches 40 des Kolbenelementes 22 geführt.
Bei dem vorbeschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung 1 nach der Erfindung ist die Zusatzpumpeneinrichtung 5 bauraumgünstig in die Getriebeausgangswelle 3 der Getriebevorrichtung 1 integriert und wird über eine Differenzgeschwindigkeit zwischen der Getriebeausgangswelle 3 und der Getriebeeingangswelle 2 angetrieben, wobei im Antriebsfall der Zusatzpumpeneinrichtung 5 Getriebekomponenten der Getriebevorrichtung 1 zumindest zum Schmieren und Kühlen mit Hydraulikfluid beaufschlagbar sind, wenn die Getriebehauptpumpeneinrichtung kein Hydraulikfluidvolumen zur Verfügung stellt.
Zusätzlich besteht auf einfache Art und Weise während der vorbeschriebenen druckabhängigen Deaktivierung der Zusatzpumpeneinrichtung 5 über den Kupplungsdruck eines hydraulisch betätigbaren Schaltelementes der Getriebevorrichtung 1 die Möglichkeit, die Rückstellung des Kolbenelementes 22 der Zusatzpumpeneinrichtung zusätzlich zur Dämpfung des Einschaltstoßes im Bereich des zugeordneten Schaltelementes zu nutzen, womit auf eine hierfür vorgesehene Federlamelle im Bereich des Schaltelementes bzw. der Kupplung verzichtet werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Getriebevorrichtung nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Zusatzpumpeneinrichtung bzw. deren Förderleistung derart ausgelegt wird, dass die Zusatzpumpeneinrichtung oberhalb einer vordefinierten Grenzdrehzahl nicht mehr pumpt, wobei ein Arbeitsbereich der Zusatzpumpeneinrichtung beispielsweise zwischen 1000 1/min und 2700 1/min vorgesehen werden kann.
Abweichend von der in der Zeichnung dargestellten mittigen Anordnung der Zusatzpumpeneinrichtung in der Getriebeausgangswelle besteht in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch die Möglichkeit, die Zusatzpumpeneinrichtung exzentrisch in der Getriebeausgangswelle anzuordnen, wobei bei einer exzentrischen Anordnung der Zusatzpumpeneinrichtung das Kolbenelement der Zusatzpumpeneinrichtung mit einer Rolle der Koppeleinrichtung bestückbar ist, so dass das zweite Nockenelement nicht mehr benötigt wird.
Alternativ zu der axialen und integrierten Anordnung der Zusatzpumpeneinrichtung in der Getriebeausgangswelle ist die Zusatzpumpeneinrichtung bei weiteren Ausführungsbeispielen der Getriebevorrichtung nach der Erfindung auch extern der Getriebeausgangswelle und radial oder achsparallel dazu anordenbar und über einen Exzenter der Koppeleinrichtung von der Getriebeausgangswelle antreibbar. So besteht beispielsweise bei einer achsparallelen Anordnung zwischen der Zusatzpumpeneinrichtung und der Getriebeausgangswelle die Möglichkeit, im Bereich der Koppeleinrichtung eine axiale Kurvenbahn an der Getriebeausgangswelle, beispielsweise in Form einer Taumelscheibe, die ebenfalls in axialer Anordnung vorgesehen ist, für den Antrieb der Zusatzpumpeneinrichtung vorzusehen.
Wiederum alternativ hierzu ist die Koppeleinrichtung zum Antrieb der Zusatzpumpeneinrichtung über die Getriebeausgangswelle bei einer außerhalb der Getriebeausgangswelle angeordneten Zusatzpumpeneinrichtung mit einem Ketten- oder Riemenantrieb oder mit einer Zahnradstufe ausführbar.
Bezugszeichenliste

1: Getriebevorrichtung
2: Getriebeeingangswelle, Getriebehauptwelle
3: Getriebeausgangswelle
4: Hydrauliksystem
5: Zusatzpumpeneinrichtung
6: Koppeleinrichtung
7: Ansaugbereich der Zusatzpumpeneinrichtung
8: Hydraulikleitung
9: Ölsumpf
10: Getriebegehäuse
11: Stahlrohr
12: Ringraum
13: Ringelement
14: Bohrung
15: weiterer Ringraum
16, 17: Rechteckring
18: Bohrung
19: zusätzlicher Ringraum
20: Pumpengehäuseteil, Pumpenzylinder
21: Dichteinrichtung
22: Kolbenelement
23: erstes Nockenelement
24: Durchgangsbohrung
25: Federeinrichtung
26: Kolbenraum
27: erste Ventileinrichtung
28: Verbindungseinrichtung
29: zweites Nockenelement
30,31: Nockenzapfen
32: Stirnseite des zweiten Nockenelementes
33: Druckbereich der Zusatzpumpeneinrichtung
34: zweite Ventileinrichtung
35: Kanal
36: Tieflochbohrung, Schmierdruckkanal
37: Tieflochbohrung
38: weitere Bohrung
39: Lagerstelle
40: Steuerflächenbereich
41: druckführender Bereich
42: zusätzliche Bohrung
43: zweites Pumpengehäuseteil
44: Ringraum
45: Aussparung

Claims

Getriebevorrichtung (1) mit einem eine Getriebehauptpumpeneinrichtung aufweisenden Hydrauliksystem (4) zum Versorgen verschiedener Getriebekomponenten mit Hydraulikfluid, die über ein an einer Getriebeeingangswelle (2) anliegendes Drehmoment antreibbar ist, wobei ein Kraftfluss zwischen der Getriebeeingangswelle (2) und einer Getriebeausgangswelle (3) über verschiedene hydraulisch betätigbare Getriebekomponenten herstellbar ist und der Kraftfluss bei von der Getriebehauptpumpeneinrichtung unversorgtem Hydrauliksystem (4) unterbrochen ist, und wobei das Hydrauliksystem (4) mit einer Zusatzpumpeneinrichtung (5) ausgebildet ist, über welche das Hydrauliksystem (4) ebenfalls mit Hydraulikfluid beaufschlagbar ist, wobei die Zusatzpumpeneinrichtung (5) zumindest bei unterbrochenem Kraftfluss über ein an der Getriebeausgangswelle (3) anliegendes Drehmoment antreibbar ist, wobei die Zusatzpumpeneinrichtung (5) mit der Getriebeausgangswelle (3) oder der Getriebebeingangswelle (2) verbunden und über eine Koppeleinrichtung (6) mit der Getriebeeingangswelle (2) oder der Getriebeausgangswelle (3) in Wirkverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (6) hydraulisch betätigbar ausgeführt ist und die Wirkverbindung zwischen der Zusatzpumpeneinrichtung (5) und der Getriebeeingangswelle (2) oder der Getriebeausgangswelle (3) in Abhängigkeit eines Betätigungsdruckes herstellbar ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzpumpeneinrichtung (5) mit einem Getriebegehäuse (10) verbunden und über die Koppeleinrichtung (6) mit der der Getriebeausgangswelle (3) in Wirkverbindung bringbar ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (6) mechanisch betätigbar ausgebildet ist, wobei die koppeleinrichtungsseitig herstellbare Wirkverbindung zwischen der Zusatzpumpeneinrichtung (5) und der Getriebeeingangswelle (2) oder Getriebeausgangswelle (3) vorzugsweise über eine Notentriegelungseinrichtung einer Parksperreneinrichtung beeinflussbar ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzpumpeneinrichtung (5) innerhalb der Getriebeeingangswelle (2) oder der Getriebeausgangswelle (3) angeordnet ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzpumpeneinrichtung (5) außerhalb der Getriebeausgangswelle (3) oder der Getriebeeingangswelle (2) angeordnet ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzpumpeneinrichtung (5) zumindest ein in einem Pumpengehäuseteil (20) längsbeweglich angeordnetes und in Entspannungsrichtung angefedertes Kolbenelement (22) aufweist, dass mit dem Pumpengehäuseteil (20) einen Kolbenraum (26) begrenzt, der über eine erste Ventileinrichtung (27) mit einem Ansaugbereich (7) und über eine zweite Ventileinrichtung (34) mit einem Druckbereich (33) der Zusatzpumpeneinrichtung (5) verbindbar ist.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (22) in einem dem Kolbenraum (26) abgewandten Bereich mit einem ersten Nockenelement (23) der Koppeleinrichtung (6) verbunden ist, das drehfest und längsbeweglich mit der Getriebeausgangswelle (3) oder der Getriebeeingangswelle in Verbindung steht und mit einem mit der Getriebeeingangswelle (2) oder der Getriebeausgangswelle fest verbundenen zweiten Nockenelement (29) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei das Kolbenelement (22) bei Vorliegen einer Differenzdrehzahl zwischen den beiden Nockenelementen (23 und 29) und bei vorliegender Wirkverbindung zwischen den Nockenelementen (23 und 29) im Pumpengehäuseteil (20) hin und her bewegt wird.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Nockenelement (29) über wenigstens zwei Nockenzapfen (30, 31) mit der Getriebeeingangswelle (2) oder Getriebeausgangswelle (3) verbunden ist, wobei die Nockenzapfen (30, 31) verschieden ausgeführt sind.
Getriebevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbereich (33) der Zusatzpumpeneinrichtung (5) über eine weitere Bohrung (38) eines Nockenzapfens (30) des zweiten Nockenelementes (29) mit einem Schmierdruckkanal (36) der Getriebeeingangswelle (2) verbunden ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung zwischen den beiden Nockenelementen (23 und 29) mittels eines Betätigungsdruckes eines Schaltelementes entgegen der am Kolbenelement (22) angreifenden Federkraft aufhebbar ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (6) einen mit der Getriebeausgangswelle (3) verbundenen Exzenter umfasst, über den die Zusatzpumpeneinrichtung (5) antreibbar ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (6) als Kettentrieb, Riementrieb oder als Zahnradstufe ausgebildet ist.
Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzpumpeneinrichtung (5) eine Axialkolbenpumpe aufweist.