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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2009 005 753 A1 ist bereits eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einem Betriebsmitteldrucksystem, das zur Schmierung, Kühlung und/oder Betätigung von zumindest einem Getriebeschaltelement vorgesehen ist, und mit einer Trenneinheit, die dazu vorgesehen ist, eine Hauptpumpe von dem Betriebsmitteldrucksystem strömungstechnisch zu trennen, bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit geringen Druckverlusten bereitzustellen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit zumindest einem Betriebsmitteldrucksystem, das zur Schmierung, Kühlung und/oder Betätigung von zumindest einem Getriebeschaltelement vorgesehen ist, und mit zumindest einer Trenneinheit, die dazu vorgesehen ist, eine Hauptpumpe von dem Betriebsmitteldrucksystem strömungstechnisch zu trennen.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Trenneinheit zumindest eine Rückschlagklappe aufweist, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmittelfluss von dem Betriebsmitteldrucksystem in Richtung Hauptpumpe zu verhindern. Dadurch kann eine alternativ ausgebildete Trenneinheit im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Trenneinheiten bereitgestellt werden, die beispielsweise bezogen auf den vorhandenen Bauraum und/oder Druckverlust nicht verwendet werden können. Durch die Verwendung der Rückschlagklappe kann besonders kostengünstig und mit einem geringen Druckverlust eine Betriebsmittelleckage reduziert werden, wodurch ein Betriebsmittelhaushalt stabilisiert werden kann. Bei Vorhandensein einer Zusatzpumpe kann weiter ein Luftansaugen durch die Zusatzpumpe verhindert werden, wodurch eine Fördermenge der Zusatzpumpe reduziert und damit eine CO2-Emission verringert werden kann. Unter einer „Hauptpumpe” soll insbesondere eine Pumpe verstanden werden, die zur Grundversorgung des Betriebsmitteldrucksystems vorgesehen ist. Unter einer „Zusatzpumpe” soll insbesondere eine eigenständig angetriebene Pumpe verstanden werden, die zur Unterstützung und/oder als Ersatz der Hauptpumpe vorgesehen ist. Unter einer „Klappe” soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das eine Lagerachse aufweist, um die verschwenkbar es angeordnet ist. Unter einer „Rückschlagklappe” soll insbesondere eine Klappe verstanden werden, die eine Durchlassrichtung und eine Sperrrichtung aufweist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Trenneinheit zumindest eine Feder aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Rückschlagklappe selbstständig in eine geschlossene Stellung zu bewegen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Trennung der Hauptpumpe von dem Betriebsmitteldrucksystem realisiert werden. Grundsätzlich kann aber auch auf die Feder verzichtet werden.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Feder als eine Schenkelfeder ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Feder gefunden werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer in einem Druckkanal angeordneten Trenneinheit,
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2 die in dem Druckkanal angeordnete Trenneinheit und
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3 die Trenneinheit.
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Die 1 bis 3 zeigen schematisch eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ist zur Verwendung in einem Hybridantriebsstrang eines Hybridkraftfahrzeugs vorgesehen. Der Hybridantriebsstrang weist zur Bereitstellung eines Antriebsmoments einen Verbrennungsmotor 16 und einen nicht näher dargestellten Elektromotor auf.
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Zur Schaltung von mehreren Getriebegängen umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ein Getriebe. Das Getriebe ist mit dem Verbrennungsmotor 16 und dem Elektromotor gekoppelt oder koppelbar. Das Getriebe weist zur Schaltung der Getriebegänge mehrere hydraulische Getriebeschaltelemente auf. Das Getriebe bildet ein automatisiertes Getriebe aus. Es ist als ein Hybridgetriebe ausgebildet. Zur Versorgung der Getriebeschaltelemente des Getriebes mit einem Betriebsmittel weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ein Betriebsmitteldrucksystem 10 auf. Das Betriebsmitteldrucksystem 10 ist zur Schmierung, Kühlung und Betätigung der Getriebeschaltelemente des Getriebes vorgesehen. Das Betriebsmittel ist als ein Betriebsmittelöl ausgebildet.
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Zur Bereitstellung eines Betriebsmitteldrucks in dem Betriebsmitteldrucksystem 10 weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Hauptpumpe 12 und eine Zusatzpumpe 17 auf. Die Hauptpumpe 12 und die Zusatzpumpe 17 sind hydraulisch parallel zueinander angeordnet. Sie fördern das Betriebsmittel in das Betriebsmitteldrucksystem 10. Die Hauptpumpe 12 ist als eine mechanische Hauptpumpe ausgebildet, die von dem Verbrennungsmotor 16 angetrieben wird. Sie ist als eine Hauptölpumpe ausgebildet. Die Zusatzpumpe 17 ist als eine elektrische Zusatzpumpe ausgebildet, die von einem Elektromotor 18, der der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung zugeordnet ist, eingestellt wird. Der Elektromotor 18 ist unabhängig von dem Verbrennungsmotor 16. Die Zusatzpumpe 17 ist als eine Zusatzölpumpe ausgebildet.
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Zur strömungstechnischen Verbindung der Hauptpumpe 12 mit dem Betriebsmitteldrucksystem 10 weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen ersten Druckkanal 19 auf. Der Druckkanal 19 verbindet strömungstechnisch eine Druckseite 20 der Hauptpumpe 12 mit dem Betriebsmitteldrucksystem 10. Der erste Druckkanal 19 ist teilweise durch ein Getriebegehäuse 21 des Getriebes ausgebildet. Der erste Druckkanal 19 weist zur Trennung von dem Betriebsmitteldrucksystem 10 zwei Anschlagspunkte 22, 23 auf. Die Anschlagspunkte 22, 23 sind durch ein den Druckkanal 19 umgebendes Material ausgebildet. Sie sind durch das Getriebegehäuse 21 ausgebildet.
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Zur Ansaugung des Betriebsmittels aus einem Betriebsmittelreservoir 24 der Kraftfahrzeuggetriebevorrrichtung für die Hauptpumpe 12 umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen ersten Saugkanal 25. Der Saugkanal 25 verbindet strömungstechnisch eine Saugseite 26 der Hauptpumpe 12 mit dem Betriebsmittelreservoir 24.
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Zur strömungstechnischen Verbindung der Zusatzpumpe 17 mit dem Betriebsmitteldrucksystem 10 weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen zweiten Druckkanal 27 auf. Der Druckkanal 27 verbindet strömungstechnisch eine Druckseite 28 der Zusatzpumpe 17 mit dem Betriebsmitteldrucksystem 10. Der zweite Druckkanal 27 ist teilweise durch das Getriebegehäuse 21 des Getriebes ausgebildet. Zur Ansaugung des Betriebsmittels aus dem Betriebsmittelreservoir 24 für die Zusatzpumpe 17 umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen zweiten Saugkanal 29. Der Saugkanal 29 verbindet strömungstechnisch eine Saugseite 30 der Zusatzpumpe 17 mit dem Betriebsmittelreservoir 24. Der erste Druckkanal 19 und der zweite Druckkanal 27 sind strömungstechnisch miteinander verbunden. Sie münden in einem Mündungspunkt 31 gemeinsam in das Betriebsmitteldrucksystem 10.
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Zur strömungstechnischen Trennung der Hauptpumpe 12 von dem Betriebsmitteldrucksystem 10 weist die Kraftfahrzeuggetriebeeinheit eine Trenneinheit 11 auf. Die Trenneinheit 11 ist dazu vorgesehen, den ersten Druckkanal 19 bei inaktiver Hauptpumpe 12 zu verschließen und bei aktiver Hauptpumpe 12 zu öffnen. Sie ist zur strömungstechnischen Trennung der Zusatzpumpe 17 von der Hauptpumpe 12 vorgesehen. Die Trenneinheit 11 erlaubt einen Betriebsmittelfluss 32 von der Hauptpumpe 12 in Richtung Betriebsmitteldrucksystem 10 und verhindert einen Betriebsmittelfluss 14 von dem Betriebsmitteldrucksystem 10 in Richtung Hauptpumpe 12. Die Trenneinheit 11 ist in dem ersten Druckkanal 19 angeordnet. Sie ist strömungstechnisch zwischen der Druckseite 20 der Hauptpumpe 12 und dem Mündungspunkt 31 angeordnet.
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Zur Verhinderung des Betriebsmittelflusses 14 von dem Betriebsmitteldrucksystem 10 und der Zusatzpumpe 17 in Richtung Hauptpumpe 12 umfasst die Trenneinheit 11 eine Rückschlagklappe 13. Sie weist eine Durchlassrichtung, die dem Betriebsmittelfluss 32 und eine Sperrrichtung, die dem Betriebsmittelfluss 14 entspricht, auf. Die Rückschlagklappe 13 verschließt zur Verhinderung des Betriebsmittelflusses 14 von dem Betriebsmitteldrucksystem 10 in Richtung Hauptpumpe 12 den ersten Druckkanal 19. Sie ist aerodynamisch ausgebildet. Die Rückschlagklappe 13 ist dazu vorgesehen, den ersten Druckkanal 19 und den zweiten Druckkanal 27 strömungstechnisch voneinander zu trennen.
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Die Rückschlagklappe 13 weist eine geöffnete Stellung (vgl. 2, gestrichelte Linie) und eine geschlossene Stellung (vgl. 2, durchgezogene Linie) auf. In der geöffneten Stellung der Rückschlagklappe 13 ist der erste Druckkanal 19 geöffnet und dadurch mit dem Betriebsmitteldrucksystem 10 verbunden. In der geschlossenen Stellung der Rückschlagklappe 13 ist der erste Druckkanal 19 verschlossen und dadurch von dem Betriebsmitteldrucksystem 10 getrennt. Die Rückschlagklappe 13 weist eine viereckige Form auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Rückschlagklappe 13 trapezförmig ausgebildet. Grundsätzlich kann die Rückschlagklappe 13 auch eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Form aufweisen wie beispielsweise eine runde Form.
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In der geschlossenen Stellung liegt die Rückschlagklappe 13 an den beiden Anschlagspunkten 22, 23 des ersten Druckkanals 19 an. In der offenen Stellung liegt die Rückschlagklappe 13 an einem Stützelement 33 an, das in dem ersten Druckkanal 19 angeordnet ist. Das Stützelement 33 ist durch das den ersten Druckkanal 19 umgebende Material ausgebildet. Es ist durch das Getriebegehäuse 21 ausgebildet.
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Die Rückschlagklappe 13 weist eine Lagerachse 34 auf. Die Rückschlagklappe 13 ist um die Lagerachse 34 verschwenkbar in dem ersten Druckkanal 19 angeordnet. Die Lagerachse 34 ist senkrecht zu dem Betriebsmittelfluss 32 angeordnet.
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Zur Realisierung der Verschwenkbarkeit und damit zur Bereitstellung der als Schwenkachse ausgebildeten Lagerachse 34 weist die Trenneinheit 11 einen runden Lagerstab 35 auf, mittels dessen die Rückschlagklappe 13 in dem ersten Druckkanal 19 verschwenkbar gelagert ist. Eine Längsachse des Lagerstabs 35 entspricht der Lagerachse 34 der Rückschlagklappe 13. Der Lagerstab 35 lagert die Rückschlagklappe 13 bezüglich einer Schwerkraft an einem unteren Druckkanalrand 36 des ersten Druckkanals 19. Er lagert die Rückschlagklappe 13 an einem Druckkanalrand 36, der entlang einer Wirkrichtung 37 der Schwerkraft hinter einem ihm gegenüberliegend angeordneten Druckkanalrand 38 angeordnet ist. Grundsätzlich kann die Rückschlagklappe 13 bezüglich der Schwerkraft auch an dem oberen Druckkanalrand 38 gelagert werden.
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Zur selbstständigen Einstellung der geschlossenen Stellung der Rückschlagklappe 13 weist die Trenneinheit 11 eine Feder 15 auf. Die Feder 15 ist dazu vorgesehen, bei inaktiver Hauptpumpe 12 die Rückschlagklappe 13 selbstständig in die geschlossene Stellung zu bewegen. Die Feder 15 ist wirkungsmäßig zwischen dem den ersten Druckkanal 19 umgebenden Material und der Rückschlagklappe 13 angeordnet. Sie ist wirkungsmäßig zwischen dem Getriebegehäuse 21 und der Rückschlagklappe 13 angeordnet. Die Feder 15 weist eine Federkraft auf, die teilweise senkrecht zum Betriebsmittelfluss 14 und teilweise parallel zum Betriebsmittelfluss 14 wirkt. Sie wirkt entgegen der Wirkrichtung 37 der Schwerkraft. Die Federkraft der Feder 15 ist als ein Drehmoment ausgebildet.
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Die Feder 15 weist Wicklungen 39, 40 auf, die um den Lagerstab 35 und damit um die Lagerachse 34 verlaufen. Die Feder 15 ist als eine Schenkelfeder ausgebildet ist. Außerdem weist die Trenneinheit 11 zwei auf dem Lagerstab 35 angeordnete Distanzringe 41, 42 auf.
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Die Feder 15 bewegt die Rückschlagklappe 13 in die geschlossene Stellung, wenn der Betriebsmitteldruck zwischen der Druckseite 20 und der Trenneinheit 11 des ersten Druckkanals 19 unter einen durch die Federkraft definierten Betriebsmitteldruck abfällt. Die Feder 15 bewegt die Rückschlagklappe 13 in die geschlossene Stellung, wenn der von der Zusatzpumpe 17 bereitgestellte Betriebsmitteldruck größer ist als der von der Hauptpumpe 12 bereitgestellte Betriebsmitteldruck und verhindert dadurch den Betriebsmittelfluss 14 von dem Betriebsmitteldrucksystem 10 bzw. von der Zusatzpumpe 17 in Richtung Hauptpumpe 12. Sie schließt den ersten Druckkanal 19 bei inaktiver Hauptpumpe 12 und damit beim inaktiven Verbrennungsmotor 16.
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Der Betriebsmittelfluss 32 aus der Hauptpumpe 12 in Richtung Betriebsmitteldrucksystem 10 bewegt die Rückschlagklappe 13 in die offene Stellung, wenn sie die Federkraft der Feder 15 überwindet. Der Betriebsmittelfluss 32 bewegt die Rückschlagklappe 13 in die offene Stellung, wenn der Betriebsmitteldruck zwischen der Druckseite 20 und der Trenneinheit 11 des ersten Druckkanals 19 über den durch die Federkraft definierten Betriebsmitteldruck ansteigt.
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Grundsätzlich kann auf die Feder 15 auch verzichtet werden. Die Trenneinheit 11 kann dann in drei verschiedenen Ausführungen ausgebildet sein. In einer ersten Ausführung weist die Trenneinheit 11 die Rückschlagklappe 13, den Lagerstab 35, die Distanzringe 41, 42 und zusätzlich einen Spoiler auf. Der Spoiler ist fest oder einstückig mit der Rückschlagklappe 13 verbunden. Der Spoiler der Trenneinheit 11 stellt für den Betriebsmittelfluss 32 eine Rampe und für den Betriebsmittelfluss 14 einen erhöhten Strömungswiderstand dar. Wegen des Spoilers bewegt sich die Rückschlagklappe 13 bei dem Betriebsmittelfluss 14 in die geschlossene Stellung und trennt die Hauptpumpe 12 strömungstechnisch von dem Betriebsmitteldrucksystem 10. Die Rückschlagklappe 13 ist dabei bezüglich der Schwerkraft an dem unteren Druckkanalrand 36 des ersten Druckkanals 19 gelagert.
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In einer zweiten Ausführung ist die Rückschlagklappe 13 als ein Federblech ausgebildet. Die Rückschlagklappe 13 und die Feder 15 sind somit einstückig ausgebildet, so dass die Federkraft direkt über die Rückschlagklappe 13 realisiert wird. Die als Federblech ausgebildete Rückschlagklappe 13 ist bezüglich der Schwerkraft ebenfalls an dem unteren Druckkanalrand 36 des ersten Druckkanals 19 gelagert.
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In einer dritten Ausführung weist die Trenneinheit 11 lediglich die Rückschlagklappe 13, den Lagerstab 35 und die Distanzringe 41, 42 auf. Zur Trennung der Hauptpumpe 12 wird dabei die Schwerkraft genutzt, wodurch die Rückschlagklappe 13 nach unten fällt und damit die Hauptpumpe 12 von dem Betriebsmitteldrucksystem 10 strömungstechnisch trennt, wenn die Hauptpumpe 12 inaktiv oder der von der Zusatzpumpe 17 bereitgestellte Betriebsmitteldruck höher ist als der von der Hauptpumpe 12 bereitgestellte Betriebsmitteldruck. Zur Nutzung der Schwerkraft wird die Rückschlagklappe 13 an dem bezüglich der Schwerkraft oberen Druckkanalrand 38 des ersten Druckkanals 19 gelagert. Die Rückschlagklappe 13 ist an dem Druckkanalrand 38 angeordnet, der entlang der Wirkrichtung 37 der Schwerkraft vor dem ihm gegenüberliegend angeordneten Druckkanalrand 36 angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009005753 A1 [0002]
