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Gebiet
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Die vorliegende Offenlegung betrifft eine Hydraulikpumpe für ein automatisches Getriebe und im Spezielleren eine hocheffiziente Konstantförderflügelzellenpumpe für ein automatisches Getriebe.
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Hintergrund
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Die Angaben in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformation in Bezug auf die vorliegende Offenlegung und können den Stand der Technik darstellen oder nicht.
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Hydraulische Kraftfahrzeuggetriebe, das heißt, automatische Getriebe für Personenkraftwagen und Leicht-Lastkraftwagen mit einer Vielzahl von mithilfe von Kupplungen und Bremsen gesteuerten Planetengetriebeanordnungen, umfassen allgemein eine speziell vorgesehene Hydraulikpumpe, die ein mit Druck beaufschlagtes Getriebe(Hydraulik)-Fluid bereitstellt, um Ventile und Stellelemente zu steuern, welche die Kupplungen und Bremsen zum Eingreifen bringen und verschiedene Übersetzungsverhältnisse oder Drehzahlen bereitstellen.
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Solche speziell vorgesehenen Pumpen sind allgemein Konstantförderpumpen wie z. B. Flügelzellen- oder Zahnradpumpen, die bei Motordrehzahl von der Nabe des Drehmomentwandlers oder einer anderen Anlaufvorrichtung, die zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet ist, angetrieben sind. Solche Pumpen weisen zahlreiche Auslegungsziele auf. Die die Pumpe konstant bei Motordrehzahl angetrieben ist, ist es wünschenswert, dass sie hocheffizient ist. Da die Pumpe außerdem sehr häufig konzentrisch mit der Motorachse befestigt ist, ist eine kleine Größe, insbesondere axiale Länge, wünschenswert, um die Länge des Getriebes nicht zu vergrößern. Solch eine axial angeordnete motorgetriebene Pumpe muss auch selbstansaugend sein und muss unter Kaltstartbedingungen, wenn das Getriebefluid eine hohe Viskosität aufweist, einigermaßen funktionieren, da das Getriebe nicht in der Lage ist, in irgendeinen Gang zu schalten, bis der hydraulische Druck hergestellt ist.
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Die
DE 10 2009 015 319 A1 offenbart eine binäre Pumpe mit konstanter Verdrängung für einen Antriebsstrang an einem Fahrzeug. Ein Hydrauliksystem ist funktionell mit einer ersten und einer zweiten Austrittsöffnung der Pumpe verbunden und dient dazu, abwechselnd eine Fluidströmung durch beide Austrittsöffnungen zuzulassen, oder eine Strömung nur durch die erste Ausströmöffnung zuzulassen. Bei der binären Pumpe handelt es sich um eine Konstantförderflügelzellenpumpe mit einem Gehäuse, das geeignet ist, einen ringförmigen Pumpenkörper, der eine längliche Kammer definiert, die eine umlaufende Wand aufweist und ein Paar von Steuerscheiben, die jeweilige axiale Enden der länglichen Kammer definieren, aufzunehmen. In der länglichen Kammer ist ein drehend antreibbarer Flügelrotor etwa mittig angeordnet, der mit der umlaufenden Wand zwei gegenüberliegende, sichelförmige Pumpkammern definiert. Der Flügelrotor weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Schlitzen auf, wobei eine Vielzahl von Flügeln in den Schlitzen angeordnet ist und die Flügel Außenkanten aufweisen, die geeignet sind, mit der umlaufenden Wand der länglichen Kammer in Kontakt zu stehen. Zumindest ein Fluideinlasskanal in einer des Paares von Steuerscheiben, der mit der länglichen Kammer kommuniziert, um ein Fluid an diese zu liefern und zumindest ein Fluidauslasskanal in einer des Paares von Steuerscheiben, der mit der länglichen Kammer kommuniziert, um Fluid aus dieser auszutragen, sind vorgesehen. Die Flügel weisen Innenkanten auf, die frei in den Schlitzen enden. Es ist ein Mittel vorhanden, das geeignet ist, den Pumpenkörper und das Paar von Steuerscheiben gegeneinander (durch den Pumpendruck) vorzuspannen. Die Außenkanten der Flügel folgen auf Grund von Fliehkraft und/oder auf die Innenkanten der Flügel wirkendem Pumpendruck der umlaufenden Wand der länglichen Kammer, wenn sich der Rotor dreht.
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Aufgabe der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Konstantförderflügelzellenpumpe zur Verfügung zu stellen, die hocheffizient ist, geringe Abmessungen, insbesondere eine kleine axiale Ausdehnung aufweist, die selbstansaugend ist, auch unter Kaltstartbedingungen sicher arbeitet und dann schnell einen ausreichenden hydraulischen Druck aufbaut.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche 2 bis 6.
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Die vorliegende Erfindung sieht eine Konstantförderflügelzellenpumpe für ein automatisches Kraftfahrzeuggetriebe vor. Die Flügelzellenpumpe umfasst ein Gehäuse, das auf der Achse, das heißt, um die Achse der Getriebeeingangswelle herum, oder außeraxial, das heißt, von der Achse der Getriebeeingangswelle beabstandet angeordnet und durch eine Kette oder einen Getriebezug angetrieben sein kann, die/der durch den Motor angetrieben ist. Die Pumpe selbst umfasst ein Paar Steuerscheiben und einen Pumpenkörper. Der Pumpenkörper definiert eine zylindrische Kammer, die einen Flügelrotor, welcher über Antriebsmitnehmer, Abflachungen oder Keilnuten mit der Drehmomentwandlernabe gekoppelt ist, wenn es sich um eine axial angeordnete Konstruktion handelt, oder eine Flanschwelle aufnimmt, wenn es sich um eine außeraxiale Konstruktion handelt. Der Flügelrotor ist exzentrisch in der zylindrischen Kammer angeordnet und definiert somit eine sichelförmige Pumpkammer. Der Flügelrotor umfasst eine Vielzahl von radialen Schlitzen, die eine gleiche Vielzahl von Flügeln aufnehmen. Die äußeren Enden oder Kanten der Flügel stehen in Kontakt mit der Wand der zylindrischen Kammer und die inneren Enden oder Kanten stehen in Kontakt mit einem Paar Flügelringen, das innerhalb von Vertiefungen in dem Flügelrotor angeordnet ist. Die Flügel sind somit zwischen der Wand der Pumpkammer und den Flügelringen eingezwängt, die ihre radialen Positionen formschlüssig bestimmen, wenn sie und der Flügelrotor rotieren. Eine Tellerfeder oder eine ähnliche Art von vorbelasteter Feder presst die Steuerscheiben gegen den Pumpenkörper. Geeignete Einlass(Ansaug)- und Auslass(Druck)-Kanäle liefern ein Hydraulikfluid an die zylindrische Kammer bzw. sammeln es von dieser. Außerdem ist die äußere (hintere) Fläche der hinteren Steuerscheibe dem mit Druck beaufschlagten, gepumpten Fluid ausgesetzt und die resultierende Kraft spannt die Steuerscheiben und den Pumpenkörper weiter zueinander vor, um ferner eine Undichtheit zu reduzieren.
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Der Aufbau und die Konfiguration dieser Pumpe sorgen für eine hohe Pumpeffizienz. Diese Effizienz resultiert aus verschiedenen Aspekten der Konstantförderflügelzellenpumpe der vorliegenden Erfindung. Erstens ist sie in ihrer am stärksten bevorzugten Konfiguration und Anordnung außeraxial in einem Getriebe befestigt. Auf diese Weise kann die Welle, die den Flügelrotor antreibt, klein, in der Größenordnung von neun bis zwölf Millimeter, sein, anstatt auf der viel größeren Drehmomentwandlernabe angeordnet zu sein, die gelegentlich bis zu fünfzig Millimeter groß sein kann, was den Durchmesser der Pumpe deutlich vergrößern kann. Der/die kleinere Pumpengesamtdurchmesser und Komponentengröße einer außeraxialen Pumpe reduziert die Rotations- und Gleitreibung, reduziert die innere Rotationsundichtheit und lässt größere Toleranzen zu, alles Faktoren, welche die Betriebseffizienz verbessern. Darüber hinaus erleichtert die außeraxiale Konstruktion andere Antriebsanordnungen wie z. B. durch einen speziell vorgesehenen Elektromotor, der die zusätzliche Fähigkeit besitzt, die Pumpe anzutreiben, wenn der Motor in z. B. in Motorstart-Stopp(ESS)-Anwendungen nicht läuft.
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Des Weiteren lassen eine außeraxiale Konstruktion und die notwendige begleitende Antriebsanordnung wie z. B. Kettenräder und eine Kette oder Zahnräder oder ein Getriebezug eine Rotationsgeschwindigkeitserhöhung oder -verringerung in Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit des Motors zu. Dies ist zweckdienlich, da die typische begrenzende (minimale) Pumpenströmung bei wenigen U/min wie z. B. Motorleerlaufdrehzahl auftritt und es wünschenswert sein kann, die Drehzahl zu erhöhen, sodass die Pumpenströmung bei niedrigen Motordrehzahlen stärker ist. Dieser Ansatz ist allerdings nicht ohne Nachteil, da die so angetriebene Pumpe Drehzahlen und eine hohe Ausgangsströmung bei hohen Motordrehzahlen erreichen wird, welche unnötig sein können, und somit die Gefahr übermäßigen Lärms und größerer Ölströmungspfade besteht.
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Bei dem Wert, der derzeitig auf die Getriebe-, Antriebsstrang- und Fahrzeugeffizienz gelegt wird, stehen mehrere technische Ansätze zur Verfügung, die sich mit den oben stehenden und diesbezüglichen Problemkreisen auseinandersetzen. Es können z. B. die Verdrängung und der Fluidausgang der Pumpe verringert werden, indem eine Hilfspumpe vorgesehen wird, die in Verbindung mit der Pumpe arbeitet, welche hier als die Hauptpumpe bezeichnet ist, um dem Getriebefluidbedarf des Getriebes unter verschiedenen Betriebsbedingungen nachzukommen. Bevorzugt ist auch die Hilfspumpe eine Konstantförderpumpe. Die Hilfspumpe kann durch ein mechanisches Mittel wie z. B. eine Kette und Kettenräder bei Motordrehzahl oder anderen Rotationsgeschwindigkeiten angetrieben sein. Alternativ kann die Hilfspumpe in einem Hybrid-Antriebsstrang durch einen Elektromotor oder ein anderes Mittel angetrieben sein, der/das zulässt, dass die Hilfspumpe während eines reinen Elektrobetriebes angetrieben wird, wenn der Motor und die motorgetriebene Pumpe nicht arbeiten. Überdies kann die Hilfspumpe eine piezoelektrische Pumpe oder eine andere Art von nicht rotierender Pumpe sein.
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Die Einbeziehung von Flügelringen macht die Pumpe der vorliegenden Erfindung selbstansaugend. Durch die Aufrechterhaltung enger Toleranzen ist die innere Pumpenundichtheit entlang der Rotorflächen benachbart zu allen Flächen und Kanten der Flügel reduziert, was die volumetrische Effizienz erhöht. Somit kann die Pumpe über dem Sumpf und dessen Fluidniveau oder an einem beliebigen außeraxialen Ort, entweder innerhalb des Sumpfes, unter oder über dem Nennfluidniveau, oder an einem anderen Ort über dem Sumpf oder entfernt davon angeordnet sein. Diese Orts-/Befestigungs-Flexibilität erleichtert die Verwendung einer Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung in sowohl Vorderradantriebs (FWD) als auch Hinterradantriebs(RWD)-Getrieben und -Antriebssträngen.
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Ein zusätzlicher Aspekt der reduzierten Größe, der engen Toleranzen und der resultierenden Fähigkeit zur Selbstansaugung besteht darin, dass die Pumpe eine/n gute/n Kaltstartströmung und -druck auf Grund der formschlüssig gesteuerten radialen Bewegung der Flügel bereitstellt. Außerdem werden diese Vorteile mithilfe der Pumpenkonfiguration der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines herkömmlichen Getriebefluids erzielt.
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Somit besteht ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, eine Konstantförderflügelzellenpumpe vorzusehen.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konstantförderflügelzellenpumpe vorzusehen, die entweder axial angeordnet oder außeraxial befestigt sein kann.
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Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konstantförderflügelzellenpumpe vorzusehen, die eine sichelförmige Pumpkammer aufweist.
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Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konstantförderflügelzellenpumpe vorzusehen, die eine Vorbelastungsfeder aufweist, welche die Steuerscheiben und den Pumpenkörper zusammendrückt.
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Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konstantförderflügelzellenpumpe vorzusehen, die Flügelringe in Kontakt mit den Innenkanten einer Vielzahl von Flügeln aufweist.
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Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konstantförderflügelzellenpumpe vorzusehen, die Flügel aufweist, welche zwischen der Wand der Pumpkammer und den Flügelringen innerhalb des Rotors formschlüssig geführt sind.
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Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konstantförderflügelzellenpumpe vorzusehen, die zur Verwendung an sowohl Vorderradantriebs- als auch Hinterradantriebsgetrieben und -antriebssträngen geeignet ist.
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Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konstantförderflügelzellenpumpe vorzusehen, die selbstansaugend ist.
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Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konstantförderflügelzellenpumpe vorzusehen, die ein herkömmliches Getriebefluid verwendet.
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Weitere Aspekte, Vorteile und Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich. Es sollte einzusehen sein, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele lediglich der Illustration dienen sollen und den Schutzumfang der vorliegende Offenlegung nicht einschränken sollen.
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Zeichnungen
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich Illustrationszwecken und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenlegung in keiner Weise einschränken.
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1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Gehäuses eines automatischen Getriebes, das eine zahnradgetriebene, außeraxiale Konstantförderflügelzellenpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;
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2 ist eine Stirnansicht einer Konstantförderflügelzellenpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine perspektivische Darstellung einer Konstantförderflügelzellenpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Abschnitte weggebrochen sind;
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4 ist eine Seitenriss in partiellem Schnitt einer Konstantförderflügelzellenpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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5 ist eine Vorderansicht eines Pumpenkörpers, der eine kettengetriebene, außeraxiale Konstantförderflügelzellenpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
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Detaillierte Beschreibung
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Die nachfolgende Beschreibung ist rein beispielhaft und soll die vorliegende Offenlegung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Gehäuse eines typischen automatischen Hinterradantriebs(RWD)-Getriebes veranschaulicht und allgemein durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das Getriebegehäuse 10 besteht allgemein aus Aluminiumguss und umfasst Öffnungen, Senkbohrungen, Flansche, Schultern und andere Merkmale, welche die verschiedenen Komponenten des automatischen Getriebes aufnehmen, positionieren und tragen. Eine Antriebs- oder Eingangswelle 12 ist mit dem Ausgang eines Drehmomentwandlers (nicht veranschaulicht) gekoppelt und durch diesen angetrieben und ist beispielsweise mit dem Eingang eines ersten Zahnradsatzes wie z. B. einer Planetengetriebeanordnung (ebenfalls nicht veranschaulicht) gekoppelt und treibt diesen an. Konzentrisch um die Getriebeeingangswelle 12 herum angeordnet ist ein/e Hohlwelle oder Gelenkwellenrohr 14 mit Keilen 16, die/das mit einer Drehmomentwandlernabe (nicht veranschaulicht), die bei Motordrehzahl rotiert, in Eingriff steht und durch diese angetrieben ist. Ein erstes Antriebszahnrad 20 ist mithilfe eines beliebigen geeigneten Mittels wie etwa komplementären Abflachungen 18, ineinandergreifenden Keilnuten, eines oder mehrerer Treibzapfen oder Stellschrauben, eines Reibsitzes oder einer Kombination aus beliebigen dieser Elemente an der/dem Hohlwelle oder Gelenkwellenrohr 14 angebracht. Das erste Antriebszahnrad 20 greift konstant mit einem zweiten, angetriebenen Zahnrad 22 ineinander und treibt dieses an. Das Antriebs- und das angetriebene Zahnrad 20 und 22 sind bevorzugt Schrägzahnräder oder können Stirnräder oder andere Typen sein. Das zweite, angetriebene Zahnrad 22 ist an einer Eingangswelle 24 einer Konstantförder-Hydraulikpumpe 30 gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt und treibt diese an. Die Hydraulikpumpe 30 ist in einer Trägerplatte 26 befestigt, die typischerweise einen Fluideinlass- oder Ansaugdurchgang 28 für die Hydraulikpumpe 30 umfasst. Wie in 1 veranschaulicht ist eine Folge der rotatorischen Umkehr (von im Uhrzeigersinn gegen den Uhrzeigersinn), die durch die Zahnräder 20 und 22 erreicht wird, dass der Ansaugdurchgang 28 näher bei der Mitte des Getriebegehäuses 10 angeordnet ist, um die Kanalführung zu verbessern und die Befestigungsflexibilität der Pumpe 30 weiter zu erhöhen.
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Es sollte einzusehen sein, dass andere Parallelachsen-Leistungsübertragungskomponenten wie z. B. ein Getriebezug oder ein Paar Kettenräder und eine Kette, wie in 5 veranschaulicht, verwendet werden können, um die Pumpe 30 anzutreiben, oder die Pumpe 30 kann direkt durch die/das Hohlwelle oder Gelenkwellenrohr 14 angetrieben sein. Die letztgenannte Anordnung erfordert jedoch eine deutliche Vergrößerung des Durchmessers der Pumpe 30 und dies beeinträchtigt bestimmte Verbesserungen in der Effizienz. Es sollte auch einzusehen sein, dass, während in einer Direktantriebsanordnung die Drehzahl der Pumpe immer die gleiche sein wird und muss wie die Drehzahl des Motors und der/des Hohlwelle oder Gelenkwellenrohres 14, diese Antriebsanordnung eine Differenz der Rotationsgeschwindigkeit zwischen der Drehzahl der Hohlwelle 14 und der Drehzahl der Pumpeneingangswelle 24 ohne weiteres ermöglicht. Um z. B. den Betrieb bei niedriger Drehzahl und das Anpumpen zu verbessern, kann das erste, das Antriebszahnrad 20, einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als der Durchmesser des zweiten, angetriebenen Zahnrades 22, um dadurch die relative Rotationsgeschwindigkeit der Hydraulikpumpe 30 zu erhöhen. Wie Personen, die mit Zahnrad- und Kettenantriebsanordnungen vertraut sind, ohne weiteres einsehen werden, ist es, wenn es erwünscht ist, dass die Hydraulikpumpe 30 langsamer rotiert als die/das Hohlwelle oder Gelenkwellenrohr 14, lediglich erforderlich, die Antriebselemente mit dem größeren und dem kleineren Durchmesser zu vertauschen.
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Es sollte auch einzusehen sein, dass die Konstantförderflügelzellenpumpe 30 der vorliegenden Erfindung an einem beliebigen geeigneten Ort um den Umfang nahe bei der/dem Hohlwelle oder Gelenkwellenrohr 14 angeordnet sein kann. Schließlich kann die Flügelzellenpumpe 30 direkt oder indirekt durch einen speziell vorgesehenen Elektromotor (nicht veranschaulicht) angetrieben sein, eine Anordnung, die außerordentliche Befestigungsortfreiheit wie auch die Fähigkeit vorsieht, ein mit Druck beaufschlagtes Fluid bereitzustellen, wenn der Motor nicht in Betrieb ist.
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Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 2 und 3 kann die Hydraulikpumpe 30 ihr eigenes, speziell vorgesehenes, allgemein zylindrisches Gehäuse 32 umfassen, das an dem Getriebegehäuse 10 befestigt oder einteilig damit ausgebildet ist, oder innerhalb der Trägerplatte 26 beherbergt sein, die typischerweise an der Vorderseite des Getriebegehäuses 10 angeordnet ist. Das Gehäuse 32 nimmt einen Stapel oder eine Schichtanordnung aus drei Hauptkomponenten auf: eine erste kreisringförmige Steuerscheibe 34, die einen ersten Umfangseinlass- oder Ansaugkanal 35 und einen ersten Auslass- oder Druckkanal 36 definiert, einen dickeren Kranz oder Pumpenkörper 40, der eine zylindrische Kammer 42 definiert, die eine Wand oder innere Fläche 44 aufweist, und eine zweite kreisringförmige Steuerscheibe 46, die einen zweiten Umfangseinlass- oder Ansaugkanal 47 und einen zweiten Auslass- oder Druckkanal 48 definiert. Die drei Hauptkomponenten, die erste kreisringförmige Steuerscheibe 34, der Pumpenkranz oder -körper 40 und die zweite kreisringförmige Steuerscheibe 46 sind mithilfe von einem oder mehreren Passstiften oder -stäben 49, die sich zumindest durch Abschnitte aller drei Komponenten hindurch erstrecken, in ihren korrekten relativen Positionen gehalten.
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Exzentrisch um die Achse der zylindrischen Kammer 42 herum, d. h., versetzt von dieser angeordnet, ist ein Flügelrotor 50. Der Flügelrotor 50 ist mithilfe und durch einen Satz von ineinandergreifenden Keilen und Keilnuten 52, komplementären Abflachungen oder Mitnehmern mit der Eingangswelle 24 gekoppelt und ist durch diese angetrieben und rotiert mit dieser. Die Eingangswelle 24 kann wiederum auf einem Paar Buchsen 53 oder Wälzlagern wie z. B. Kugellageranordnungen gelagert sein.
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Der Flügelrotor 50 umfasst eine Vielzahl von radialen Schlitzen oder Kanälen 54, die eine gleiche Vielzahl von Schaufeln oder Flügeln 56 aufnehmen. Der Flügelrotor 50 umfasst bevorzugt neun von den Schlitzen oder Kanälen 54 und eine gleiche Anzahl von Flügeln 56, wenngleich diese Zahl in Abhängigkeit von der Größe (Durchmesser) des Flügelrotors 50 und anderen Konstruktionsbeschränkungen und Betriebsparametern nach oben oder unten angepasst sein kann. Aus Gründen der Pumpeffizienz ist es wünschenswert, dass die Dicke der Flügel 56 so dünn wie möglich ist. Es wurden gute Ergebnisse mit Flügeln in der Größenordnung von 1,25 Millimeter und dünner erzielt. Es sollte jedoch einzusehen sein, dass, wenn die (der) Gesamtgröße(-durchmesser) der Pumpe 30 zunimmt, um z. B. eine Drehmomentwandlernabe oder eine große Welle unterzubringen, die Dicke der Flügel 56 typischerweise über die eben genannte Dicke zunehmen wird. Dünne Flügel 56 erhöhen nicht nur das Volumen des gepumpten Fluids pro Umdrehung des Flügelrotors 50 in Bezug auf eine Pumpe mit dickeren Flügeln, sondern reduzieren in Bezug auf Flügeln mit größerer Masse auch die Energie, die erforderlich ist, um die Flügel 56 radial translatorisch zu verschieben.
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Die exzentrische Anordnung des Flügelrotors 50 innerhalb der Pumpkammer 42 schafft eine gekrümmte oder sichelförmige Pumpkammer 60, die der aktive Abschnitt der zylindrischen Kammer 42 ist. Die gekrümmte oder sichelförmige Pumpkammer 60 weist eine verschwindende radial Distanz oder Abmessung, wo sich der Flügelrotor 50 am nächsten befindet, aber die Wand oder innere Fläche 44 der zylindrischen Kammer 42 räumt, und eine maximale radiale Distanz oder Abmessung auf, die nominal gleich der Differenz zwischen dem Durchmesser der zylindrischen Kammer 42 und dem Durchmesser des Flügelrotors 50 ist. In der Nähe eines jeden Endes der gekrümmten oder sichelförmigen Pumpkammer 60 befinden sich Fluidkanäle. Unter der Annahme, dass die Rotation des Flügelrotors 50 im Uhrzeigersinn erfolgt, wie in 2 zu sehen, sind die Kanäle 35 und 47 in der Nähe des größer werdenden Abschnitts des gekrümmten Gebietes 60 Einlass-, Saug- oder Zufuhrkanäle und die Kanäle 36 und 48 in der Nähe des kleiner werdenden Abschnitts der Pumpkammer 60 in der ersten kreisringförmigen Steuerscheibe 34 bzw. der zweiten kreisringförmigen Steuerscheibe 46 sind Auslass-, Druck- oder Zufuhrkanäle. Es wird einzusehen sein, dass die Kanäle 36 und 48 mehrere Öffnungen sein können und sie alternativ in der Wand oder inneren Fläche 44 der zylindrischen Kammer 42 angeordnet sein können.
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Jedes Ende des Flügelrotors 50 umfasst eine Schulter oder einen axial vorstehende Umfangsvorsprung 62, die/die eine flache, kreisförmige Vertiefung 64 definiert. Die axiale Länge des Flügelrotors 50 zwischen den Flächen der Umfangsvorsprünge 62 ist bevorzugt gleich der Breite (oder axialen Abmessung) der Flügel 56 (und genau etwas kleiner als die Dicke des Pumpenkranzes oder -körpers 40) und die axiale Distanz zwischen den kreisförmigen Vertiefungen 64 ist deutlich kleiner. Ein Flügelring oder -kranz 66 ist innerhalb eines jeden von den kreisförmigen Vertiefungen 64 des Flügelrotors 50 aufgenommen. Die Flügelringe oder -kränze 66 schweben oder sind frei innerhalb der Vertiefungen 64 angeordnet. Die Außendurchmesser der Flügelringe 66, die bevorzugt kreisförmig sind und eine gleiche Größe aufweisen, plus die radiale Länge von zwei von den Flügeln 56 ergeben ganz geringfügig weniger als den Durchmesser der zylindrischen Kammer 42. Somit sind die Flügel 56 sowohl an ihren inneren Kanten oder Enden durch das Paar Flügelringe 66 als auch an ihren äußeren Kanten oder Enden durch die Wand oder innere Fläche 44 der zylindrischen Kammer 42 formschlüssig geführt.
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Dieses Merkmal verbessert die Leistung der Konstantförderpumpe 30 außerordentlich, indem es die volumetrische Effizienz dadurch verbessert, dass diese eine verbesserte Abdichtung gegen Wand oder innere Fläche 44 der zylindrischen Kammer 42 bereitstellt, sodass weniger Fluid gegen die Rotationsrichtung des Flügelrotors 50 und der Flügel 56 strömt. Überdies verbessert dieses Merkmal außerordentlich die Selbstansaugungs-, Kaltstart- und Kaltstart-Selbstansaugungsleistung, da die eingezwängten Flügel 56 wiederum eine verbesserte Abdichtung gegen die Wand oder innere Fläche 44 bei niedrigen Rotationsgeschwindigkeiten, wenn die Zentrifugalkraft minimal ist, und wenn die hohe Viskosität des Fluids eine radiale translatorische Verschiebung der Flügel 56 nach außen behindert, bereitstellen.
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Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 3 und 4 umfasst das Gehäuse 32, welches die erste kreisringförmige Steuerscheibe 34, den Pumpenkranz oder -körper 40 und die zweite kreisringförmige Steuerscheibe 46 aufnimmt, ein vertieftes Gebiet 72, welches eine Rippenscheibe oder Tellerfeder 74 aufnimmt, die eine Druckkraft oder Vorbelastung auf diese drei Komponenten der/des Schichtanordnung oder Stapels anwendet, die fluidtechnische Abdichtung dazwischen verbessert und somit die Effizienz der Pumpe 30 insbesondere bei niedrigen anfänglichen oder Inbetriebnahmedrehzahlen und -drücken weiter verbessert. Das vertiefte Gebiet 72 sammelt, ist gefüllt und kommuniziert mit einem Fluidauslassdurchgang 76.
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Ein axialer Druckausgleich reduziert weiter eine Undichtheit in der Pumpe 30 und verbessert ihre Effizienz weiter. Die äußere (hintere) Fläche der zweiten Steuerscheibe 46 ist dem Druck des gepumpten Fluids ausgesetzt und ist daher im Verhältnis zu dem Pumpenausgangsdruck in Richtung des Pumpenkranzes oder -körpers 40 vorgespannt, wodurch die Abdichtung zwischen den drei Komponenten der Schichtanordnung weiter verbessert ist. Auch eine Vielzahl von O-Ring-Dichtungen 78, die zwischen verschiedenen Elementen der Pumpe 30 und des Gehäuses 32 angeordnet ist, reduziert einen Fluidaustritt und verbessert die Effizienz weiter. Eine Endplatte 80, die eine Hülse oder ein Lager 53 trägt und die geeignete Öffnungen für Schraubbefestigungselemente (nicht veranschaulicht) umfassen kann, dichtet und schließt das offene Ende des Gehäuses 32 ab.
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Unter nunmehriger Bezugnahme auf 5 ist eine alternative Antriebsanordnung, typischerweise für ein Vorderradantriebs(FWD)-Getriebe mit einer Kettenantriebsanordnung veranschaulicht. In 5 ist die Hydraulikpumpe 30 der vorliegenden Erfindung in einem prismenförmigen Gehäuse 90 angeordnet, das an einem beliebigen passenden Ort innerhalb des Getriebegehäuses 10, z. B. innerhalb des Sumpfes oder auf einem Niveau über dem Sumpf angeordnet sein kann. Das prismenförmige Gehäuse 90 umfasst typischerweise Durchgänge 92 für hydraulische Steuerventile wie auch andere Durchgänge und nimmt eine Antriebswelle 94 oder ein anderes Antriebselement wie z. B. eine Drehmomentwandlernabe (nicht veranschaulicht) auf. Ein Kettenantriebsrad 102 ist mithilfe eines beliebigen geeigneten Mittels wie Mitnehmer, Keilnuten oder Abflachungen 96 an der Antriebswelle 94 befestigt. Das Kettenantriebsrad 102 steht mit einer Kette 104 in Eingriff und treibt diese an, die wiederum mit einem angetriebenen Kettenrad 106 in Eingriff steht und dieses antreibt. Das angetriebene Kettenrad 106 ist durch ein geeignetes Mittel an der Antriebswelle 24 der Hydraulikpumpe 30 der vorliegenden Erfindung befestigt. Ein Fluideinlassdurchgang 108 stellt eine Verbindung zwischen einem Sumpf (nicht veranschaulicht) und den Einlasskanälen 35 und 47 her (in 3 veranschaulicht). Es wird einzusehen sein, dass diese kettengetriebene, außeraxiale Anordnung wiederum eine relative Drehzahlanpassung zwischen der Antriebswelle 94 und der Pumpenantriebswelle durch Anpassen der relativen Durchmesser des Antriebskettenrades 106 und des angetriebenen Kettenrades 106 zulässt.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich von beispielhafter Natur und Abwandlungen, die nicht von dem wesentlichen Inhalt der Erfindung abweichen, sollen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen. Solche Abwandlungen sind nicht als Abweichung von dem Geist und Schutzumfang der Erfindung zu betrachten.
