DE102011080048A1

DE102011080048A1 - Getriebepumpe

Info

Publication number: DE102011080048A1
Application number: DE102011080048A
Authority: DE
Inventors: Olaf Langwald; Mario Holder
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2013-01-31
Also published as: EP2737213B1; WO2013013883A3; EP2737213A2; US20140161656A1; CN103717900A; WO2013013883A2

Abstract

Es wird eine Getriebepumpe (1), insbesondere eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend ein Pumpengehäuse (2) und einen Pumpendeckel (3) oder Ölführungsflansch, bei der für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad (6) und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad über einen mit der Pumpenantriebswelle (4) wirkverbundenen Pumpenmitnehmer (5) angetrieben wird, wobei die Pumpenmitnehmerflächen eine derartige Schrägstellung aufweisen, dass das antreibende Pumpenzahnrad (6) axial in Richtung des Pumpengehäuses (2) geleitet wird und an dem Pumpengehäuse (2) zu einer Anlage kommt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebepumpe, insbesondere auf eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind Getriebepumpen, insbesondere Getriebeölpumpen bekannt, die über den Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine des Fahrzeugs angetrieben werden. Des Weiteren sind Pumpensysteme bekannt, die zwei Pumpen umfassen, welche über den Verbrennungsmotor bzw. eine elektrische Maschine angetrieben werden. Ferner sind Verstellpumpen, zwei- oder mehrflutige Pumpenkonzepte sowie Pumpen in Kombination mit einem Druckspeicher bekannt.
Als Zahnrad- und Flügelzellenpumpen ausgeführte Getriebepumpen sowie Kompressoren sind nach dem Stand der Technik axialkraftfrei aufgebaut, wodurch ein möglichst reibungsfreier Lauf der Pumpenzahnräder innerhalb der Pumpengehäuse erzielt werden soll.
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Pumpengehäuse aus Eisenguss und die Pumpendeckel oder Ölführungsflansche als Leichtmetallbauteile aus Aluminium- oder Magnesiumguss herzustellen.
Durch die axialkraftfreie Auslegung der Pumpenzahnräder entsteht in nachteiliger Weise eine Art Axialpendeln dieser Zahn- bzw. Flügelräder, wobei der Anteil der Pendelausschläge in Richtung des Pumpengehäuses und des Pumpendeckels bzw. Ölführungsflansches in etwa gleich sind.
Das Axialpendeln der Pumpenzahnräder, die in der Regel aus Stahl oder durch Sintern hergestellt sind, in Richtung des Leichmetallbauteils, d.h. des Pumpendeckels bzw. des Ölführungsflansches führt zu einem höheren Verschleiß der Pumpeninnenfläche.
Aus der DE 43 15 432 A1 ist ein Förderaggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einer Förderpumpe bekannt, die als Innenzahnradpumpe ausgebildet ist und als Förderglieder einen innenverzahnten Zahnring und ein mit diesem kämmendes Zahnrad aufweist, wobei die zwischen den Verzahnungen gebildeten Pumpkammern in Richtung der Drehachse einerseits durch eine Deckplatte und andererseits durch eine Anlaufscheibe begrenzt sind und in der Deckplatte eine Saugöffnung und eine Drucköffnung der Förderpumpe ausgebildet sind. Ferner wird das Zahnrad durch ein Andrückelement gegen die Anlaufscheibe gedrückt, wodurch diese in der Anlage an einer Grundplatte gehalten wird. Dadurch wird erreicht, dass der Zahnring und das Zahnrad keine axialen Bewegungen ausführen können, was dazu führt, dass Druckpulsationen der Pumpe und störende Geräusche vermieden werden.
Beim bekannten Förderaggregat ist zudem vorgesehen, dass die auf der Grundplatte gleitende Stirnfläche der Anlaufscheibe und die Stirnfläche der Grundplatte zur Optimierung der Reibverhältnisse aufeinander abgestimmt sind. Die Verzahnungen der Förderglieder der Förderpumpe können als Schrägverzahnungen ausgeführt sein, wodurch sich eine auf den Zahnring wirkende axiale Kraft ergibt, durch die dieser gegen die Anlaufscheibe gedrückt wird. Dadurch soll der Vorteil erzielt werden, dass zwischen der Anlaufscheibe und dem Zahnring eine formschlüssige Verbindung lediglich in Drehrichtung erforderlich ist.
Die aus der DE 43 15 432 A1 bekannte Konstruktion weist den Nachteil auf, dass viele Bauteile, wie beispielsweise Andrückelemente und Anlaufscheiben benötigt werden, um eine axiale Stabilisierung zu erzielen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebepumpe, insbesondere eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei der die Pumpenzahnräder ohne erhöhten Herstellungs- und Montageaufwand im Betrieb der Pumpe axial in Richtung des Pumpengehäuses geleitet werden, wodurch ein Gleiten der Pumpenzahnräder auf der Oberfläche des Pumpendeckels bzw. des Ölführungsflansches und somit ein erhöhter Verschleiß des Pumpendeckels bzw. des Ölführungsflansches vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Getriebepumpe, insbesondere eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, umfassend ein Pumpengehäuse und einen Pumpendeckel oder Ölführungsflansch, bei der für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad über einen mit der Pumpenantriebswelle wirkverbundenen Pumpenmitnehmer angetrieben wird, wobei die Pumpenmitnehmerflächen eine derartige Schrägstellung aufweisen, dass für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad axial in Richtung des Pumpengehäuses geleitet werden und am Pumpengehäuse zu einer Anlage kommen.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für den Fall einer Zahnradpumpe die Verzahnung zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Pumpenzahnrad ebenfalls eine gezielte Schrägstellung aufweist, derart, dass auch das angetriebene Pumpenzahnrad, z.B. für den Fall einer Innenzahnradpumpe das Hohlrad, axial in Richtung des Pumpengehäuses geleitet wird und am Pumpengehäuse zu einer Anlage kommt.
Gemäß der Erfindung ist das Pumpengehäuse vorzugsweise als Eisengussgehäuse und der Pumpendeckel oder Ölführungsflansch vorzugsweise als Leichtmetallbauteil, beispielsweise aus Aluminium- oder Magnesiumguss, ausgeführt.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird das Axialpendeln der Pumpenzahnräder in Richtung des Leichtmetallbauteils vermieden, was in einer signifikanten Reduzierung des Verschleißes resultiert. Des Weiteren entsteht im Betrieb der Pumpe axial betrachtet zwischen den Pumpenzahnrädern und dem Leichtmetallbauteil ein gleichmäßiger Luftspalt. In vorteilhafter Weise kann dadurch der Wirkungsgrad der Pumpe erhöht werden.
Ein gezieltes, geringfügiges Gleiten der Pumpenzahnräder auf der Oberfläche des Eisengussgehäuses ist aufgrund des Eigenschmierungseffektes von Eisenguss unkritisch.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1: Eine schematische Schnittansicht einer nach dem Stand der Technik ausgeführten Innenzahnradpumpe zur Veranschaulichung der für die Erfindung relevanten Bauteile;
2: eine Draufsicht einer gemäß der Erfindung ausgeführten Innenzahnradpumpe; und
3: eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 2 und eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 2.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bauteile.
In 1 ist eine Getriebepumpe 1 dargestellt, welche ein aus Eisenguss hergestelltes Gehäuse 2 und einen als Leichtmetallbauteil ausgeführten Pumpendeckel 3 aufweist. Die als Innenzahnradpumpe ausgeführte Getriebepumpe 1 wird durch eine Pumpenantriebswelle 4 angetrieben, wobei zu diesem Zweck ein mit der Antriebswelle 4 wirkverbundener Pumpenmitnehmer 5 vorgesehen ist, wodurch die Drehbewegung der Antriebswelle 4 auf das antreibende Pumpenzahnrad 6 übertragen wird, welches wiederum das als Hohlrad, umfassend eine Innenverzahnung ausgeführte angetriebene Pumpenzahnrad 7 antreibt. Die Getriebepumpe 1 kann beispielsweise als Getriebeölpumpe verwendet werden.
In 1 ist die die Verzahnung zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Pumpenzahnrad mit dem Bezugszeichen 8 versehen. Die Rotationsrichtung im Betrieb der Getriebepumpe 1 ist in der in 2 gezeigten Draufsicht durch den Pfeil 9 veranschaulicht.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 3, deren oberer Teil eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 2 und deren unterer Teil eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 2 ist, weisen die Pumpenmitnehmerflächen eine gezielte Schrägstellung auf, derart, dass das antreibende Pumpenzahnrad 6 gezielt axial in Richtung des Eisengussgehäuses 2 geleitet wird und an dem Eisengussgehäuse 2 zu einer definierten Anlage kommt, die durch das Bezugszeichen 10 veranschaulicht wird.
Die erzeugte Axialkraft entlang der Hauptachse der Getriebepumpe 1 wird in 3 durch den Pfeil 12 veranschaulicht, wobei Pfeil 13 die Rotationsrichtung im Betrieb der Getriebepumpe 1 andeutet. Der resultierende Schrägungswinkel zwischen der Antriebswelle 4 und der Pumpenmitnehmerfläche des Pumpenmitnehmers 5 ist im oberen Teil der 3 gezeigt und mit dem Bezugszeichen α versehen.
Des Weiteren entsteht gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf den oberen Teil der 3 axial betrachtet zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad 6 und dem als Leichtmetallbauteil ausgeführten Pumpendeckel 3 ein gleichmäßiger, stabiler Luftspalt 11.
Bei dem gezeigten Beispiel weist die Verzahnung 8 zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad 6 und dem angetriebenen Pumpenzahnrad 7 ebenfalls eine gezielte Schrägstellung auf, derart, dass auch das angetriebene Pumpenzahnrad 7, axial in Richtung des Eisengussgehäuses 2 geleitet wird, wodurch es an dem Eisengussgehäuse 2 zu einer definierten Anlage 14 kommt, wie anhand des unteren Teils der 3 veranschaulicht. Der Schrägungswinkel der Verzahnung 8 zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad 6 und dem angetriebenen Pumpenzahnrad 7 ist im unteren Teil der 3 gezeigt und mit dem Bezugszeichen β versehen. Die im Betrieb der Getriebepumpe 1 wirkende Axialkraft ist durch den Pfeil 12 veranschaulicht.
Wie dem unteren Teil der 3 zu entnehmen, entsteht axial betrachtet auch zwischen dem angetriebenen Pumpenzahnrad 7 und dem als Leichtmetallbauteil ausgeführten Pumpendeckel 3 ein gleichmäßiger, stabiler Luftspalt 15.
Durch die Erfindung wird das Axialpendeln des antreibenden Pumpenzahnrades 6 und des angetriebenen Pumpenzahnrades 7 in Richtung des als Leichtmetallbauteil ausgeführten Pumpendeckels 3 vermieden, was in vorteilhafter Weise in einer signifikanten Reduzierung des Verschleißes und einer Erhöhung der Lebensdauer der Getriebepumpe 1 resultiert.
Bezugszeichenliste

1: Getriebepumpe
2: aus Eisenguss hergestelltes Gehäuse
3: als Leichtmetallbauteil ausgeführter Pumpendeckel
4: Pumpenantriebswelle
5: Pumpenmitnehmer
6: antreibendes Pumpenzahnrad
7: angetriebenes Pumpenzahnrad
8: Verzahnung zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad 6 und dem angetriebenen Pumpenzahnrad 7
9: Rotationsrichtung
10: Anlage des antreibenden Pumpenzahnrades 6 an dem Eisengussgehäuse 2
11: Luftspalt
12: Axialkraft
13: Rotationsrichtung
14: Anlage des angetriebenen Pumpenzahnrades 7 an dem Eisengussgehäuse 2
15: Luftspalt
α: Schrägungswinkel
β: Schrägungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4315432 A1 [0007, 0009]

Claims

Getriebepumpe (1), insbesondere eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Pumpengehäuse (2) und einen Pumpendeckel (3) oder Ölführungsflansch, bei der für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad (6) und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad über einen mit der Pumpenantriebswelle (4) wirkverbundenen Pumpenmitnehmer (5) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenmitnehmerflächen eine derartige Schrägstellung aufweisen, dass für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad (6) und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad axial in Richtung des Pumpengehäuses (2) geleitet wird und an dem Pumpengehäuse (2) zu einer Anlage kommt.
Getriebepumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall einer Zahnradpumpe die Verzahnung (8) zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad (6) und dem angetriebenen Pumpenzahnrad (7) eine derartige Schrägstellung aufweist, dass das angetriebene Pumpenzahnrad (7) axial in Richtung des Pumpengehäuses (2) geleitet wird, wodurch es an dem Pumpengehäuse (2) zu einer Anlage (14) kommt.
Getriebepumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass axial betrachtet zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad (6) und dem Pumpendeckel (3) ein gleichmäßiger, stabiler Luftspalt (11) entsteht.
Getriebepumpe (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass axial betrachtet zwischen dem angetriebenen Pumpenzahnrad (7) und dem Pumpendeckel (3) ein gleichmäßiger, stabiler Luftspalt (15) entsteht.
Getriebepumpe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) als Eisengussgehäuse ausgebildet ist.
Getriebepumpe (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpendeckel (3) als Leichtmetallbauteil ausgeführt ist.
Getriebepumpe (1), nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Getriebeölpumpe für ein Kraftfahrzeug verwendet wird.