DE102012020705B4

DE102012020705B4 - Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer Getriebeölpumpe

Info

Publication number: DE102012020705B4
Application number: DE102012020705.0A
Authority: DE
Inventors: Arian Hoffmann; Florian Holz; Gerd Jäggle; Andrea Wexlberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Hoffmann Arian De; Holz Florian De; Jaeggle Gerd De; Wexlberger Andrea De
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2032-10-24
Also published as: DE102012020705A1

Abstract

Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer Getriebeölpumpe (10), die ein Gehäuseelement (11) und einen zu dem Gehäuseelement (11) zumindest teilweise verdrehbaren Pumpeneinsatz (12) aufweist, welcher in das Gehäuseelement (11) eingesetzt ist, mit einem Sicherungsring (13), welcher den Pumpeneinsatz (12) axial in dem Gehäuseelement (11) festlegt, und mit einer Kupplungseinheit (14), die einen Lamellenträger (15) zur Aufnahme von Kupplungslamellen aufweist,wobei das Gehäuseelement (11) und der Lamellenträger (15) einstückig ausgebildet sind,wobei die Getriebeölpumpe (10) als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dassder Pumpeneinsatz (12) eine erste Druckplatte (17), die an dem Sicherungsring (13) anliegt, eine zweite Druckplatte (18) und zwischen den Druckplatten (17, 18) angeordnete Flügel aufweist,wobei die Flügelzellenpumpe (10) ein Federelement (22) aufweist, das zwischen der zweiten Druckplatte (18) und dem Gehäuseelement (11) verspannt ist, wobei das Federelement (22) als eine Tellerfeder ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer Getriebeölpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der EP 2 201 250 B1 ist bereits eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer Flügelzellenpumpe, die ein Gehäuseelement und einen zu dem Gehäuseelement zumindest teilweise verdrehbaren Pumpeneinsatz aufweist, welcher in das Gehäuseelement eingesetzt ist, sowie mit einem Sicherungsring, welcher den Pumpeneinsatz axial in dem Gehäuseelement festlegt, bekannt.
Aus der DE 41 39 611 A1 ist eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung bekannt, bei der ein Pumpeneinsatz in einem Gehäuseelement angeordnet ist, wobei das Gehäuseelement und ein Lamellenträger einstückig ausgebildet sind.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Ausgestaltung einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung zu ermöglichen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer Getriebeölpumpe, die ein Gehäuseelement und einen zu dem Gehäuseelement zumindest teilweise verdrehbaren Pumpeneinsatz aufweist, welcher in das Gehäuseelement eingesetzt ist, mit einem Sicherungsring, welcher den Pumpeneinsatz axial in dem Gehäuseelement festlegt, und mit einer Kupplungseinheit, die einen Lamellenträger zur Aufnahme von Kupplungslamellen aufweist. Mit der Getriebeölpumpe ist jede Art von bekannten Getriebeölpumpen gemeint, wie zum Beispiel eine Zahnradpumpe oder eine Flügelzellenpumpe.
Es wird weiter davon ausgegangen, dass das Gehäuseelement und der Lamellenträger einstückig ausgebildet sind. Durch die einstückige Ausbildung kann auf ein separates Pumpengehäuse verzichtet werden, wodurch insbesondere Kosten minimiert werden können. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess oder einen Klebeprozess. Vorzugsweise sind der Lamellenträger und das Gehäuseelement aus einem Stück geformt, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren, insbesondere durch Herstellung aus einem einzelnen Rohling.
Ferner wird davon ausgegangen, dass die Getriebeölpumpe als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist und dass der Lamellenträger eine Konturgeometrie zur Festlegung einer Saugseite und einer Druckseite ausbildet. Dadurch kann auch eine entsprechende Kontur, in der die Flügel der Flügelzellenpumpe laufen, einfach ausgebildet werden. Unter einer „Konturgeometrie“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine in Bezug auf eine Drehachse der Flügelzellenpumpe asymmetrische Geometrie verstanden werden, durch die sich in einem Betrieb ein von den Flügeln und der Konturgeometrie begrenztes Volumen verändert, woraus eine Pumpleistung der Flügelzellenpumpe resultiert.
Erfindungsgemäß weist der Pumpeneinsatz der Flügelzellenpumpe eine erste Druckplatte, die an dem Sicherungsring anliegt, eine zweite Druckplatte und zwischen den Druckplatten angeordnete Flügel auf. Dadurch kann der Pumpeneinsatz besonders einfach ausgebildet werden.
Zudem wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Getriebeölpumpe ein Federelement aufweist, das zwischen der zweiten Druckplatte und dem Gehäuseelement verspannt ist. Dadurch kann eine Grundspannung bereitgestellt werden, mit der der Pumpeneinsatz unabhängig von einem Öldruck verspannt werden kann, wodurch insbesondere in einer Startphase, in der noch kein Öldruck aufgebaut ist, eine vorteilhafte Dichtigkeit und Betriebssicherheit erreicht werden kann.
Ferner erfindungsgemäß ist das Federelement als eine Tellerfeder ausgebildet. Dadurch kann das Federelement konstruktiv besonders einfach in den Lamellenträger integriert werden. Grundsätzlich kann aber auch eine Spiralfeder oder eine andere Federart verwendet werden.
Vorzugsweise ist der Lamellenträger als ein Außenlamellenträger ausgebildet. Dadurch kann eine Lage der Getriebeölpumpe vorteilhaft definiert werden, womit insbesondere sichergestellt werden kann, dass eine Funktionalität der Getriebeölpumpe auch unter Randbedingungen, wie beispielsweise ein Ansaugen bei -30°C, gewährleistet ist. Unter einem „Außenlamellenträger“ soll dabei insbesondere ein Bauteil verstanden werden, dass zumindest eine innenliegende Aussparung zur drehfesten Aufnahme von Kupplungslamellen aufweist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Lamellenträger zumindest eine Kanalgeometrie zur Ausbildung eines Öleinlasses und/oder eines Ölauslasses auf. Dadurch können der Öleinlass und/oder der Ölauslass besonders einfach ausgebildet werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Flügelzellenpumpe eine Antriebswelle und einen mit der Antriebswelle verbundenen Rotor aufweist, der die Flügel aufnimmt. Dadurch kann einfach ein Antrieb für die Flügelzellenpumpe realisiert werden. Insbesondere kann dadurch die Flügelzellenpumpe unabhängig von dem Lamellenträger angetrieben werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ein drehfest mit der Antriebswelle verbundenes Kettenrad zur Anbindung an einen Kettentrieb umfasst. Dadurch kann die Getriebeölpumpe einfach an eine Kurbelwelle oder eine andere Getriebewelle angebunden werden, um die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung während eines Betriebs permanent mit Getriebeöl zu versorgen. Grundsätzlich sind aber auch andere Anbindung der Antriebswelle denkbar, wie beispielsweise eine Anbindung der Antriebswelle mittels eines Riementriebs, eines Zahnradtriebs oder auch eine direkte Anbindung der Antriebswelle an einen für die Getriebeölpumpe vorgesehenen Elektromotor.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen von der zweiten Druckplatte und dem Gehäuseelement umspannten Öldruckraum aufweist, der dazu vorgesehen ist, einen parallel zu einer Federkraft des Federelements wirkenden Öldruck bereitzustellen. Dadurch kann der Öldruck zusätzlich zur Verspannung des Pumpeneinsatzes verwendet werden, wodurch ein in der Getriebeölpumpe wirkender Gegendruck aufgrund des dort herrschenden Öldrucks ausgeglichen werden kann.
Grundsätzlich kann auf das Federelement aber auch verzichtet werden und der Pumpeneinsatz lediglich durch den Öldruck verspannt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Die einzige 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung. Die Getriebevorrichtung ist für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Sie umfasst eine teilweise dargestellte Kupplungseinheit 14, die zur Übertragung von Drehmomenten vorgesehen ist. Die Kupplungseinheit 14 kann beispielsweise als eine Anfahrkupplung zur Anordnung zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe des Antriebsstrangs ausgebildet sein. Grundsätzlich sind für die Kupplungseinheit 14 verschiedene dem Fachmann bekannte Ausgestaltungen denkbar, wie beispielsweise eine Ausgestaltung als Doppelkupplung, eine Ausgestaltung als Einfachkupplung oder eine Ausgestaltung als Reibschlusskupplung. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung kann grundsätzlich in verschiedenen Getriebearten verwendet werden, wie insbesondere in einem Getriebe mit hintereinander geschalteten Planetenradsätzen.
Die Kupplungseinheit 14 ist zur Ausbildung einer Lamellenkupplung vorgesehen. Sie umfasst eine Mehrzahl von Kupplungslamellen, mittels denen eine Reibschlussverbindung hergestellt werden kann. Zur Aufnahme der Kupplungslamellen umfasst die Kupplungseinheit 14 einen ersten Lamellenträger 15, der als Außenlamellenträger ausgebildet ist, und einen zweiten Lamellenträger, der als Innenlamellenträger ausgebildet ist. Die Kupplungslamellen sind teilweise drehfest mit dem ersten Lamellenträger 15 und teilweise drehfest mit dem zweiten Lamellenträger verbunden, wobei benachbart zu einer drehfest mit dem ersten Lamellenträger 15 verbundene Kupplungslamelle, jeweils zumindest eine drehfest mit dem zweiten Lamellenträger verbundene Kupplungslamelle angeordnet ist. Zum Schließen der Kupplungseinheit 14 werden die Kupplungslamellen mit einer in axialer Richtung wirkenden Kraft beaufschlagt, wodurch eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Lamellenträgern 15 und dem zweite Lamellenträger hergestellt ist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Kupplungseinheit 14 eine Bremse aus. Der erste Lamellenträger 15, der als Außenlamellenträger ausgebildet ist, ist starr mit einem Getriebegehäuse 24 verbunden. Das Getriebegehäuse 24 und der erst Lamellenträger 15 sind dabei mehrteilig ausgebildet.
Zur Bereitstellung von Getriebeöl für eine Getriebeölversorgung umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Getriebeölpumpe in Form einer Flügelzellenpumpe 10. Die Flügelzellenpumpe 10 ist dazu vorgesehen, Getriebeöl aus einem nicht näher darstellten Ölsumpf unter Druck einer Ölversorgung der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung zuzuführen. Das Getriebeöl kann dabei für eine Schmierölversorgung, eine Kühlölversorgung und/oder eine Betätigung von Aktuatoren vorgesehen werden.
Die Flügelzellenpumpe 10 umfasst ein Gehäuseelement 11 und einen in dem Gehäuseelement 11 verdrehbar angeordneten Pumpeneinsatz 12. Das Gehäuseelement 11 bildet eine Aussparung aus, in die der Pumpeneinsatz 12 eingesetzt ist. Der Pumpeneinsatz 12 wird in axialer Richtung in die Aussparung eingesetzt und anschließend in dem Gehäuseelement 11 fixiert. Zur Fixierung des Pumpeneinsatzes 12 umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen Sicherungsring 13, welcher den Pumpeneinsatz 12 in dem Gehäuseelement 11 festlegt. Der Sicherungsring 13 ist als ein Sprengring ausgebildet, welcher nach der Montage des Pumpeneinsatzes 12 in dem Gehäuseelement 11 in eine entsprechende Aussparung in dem Gehäuseelement 11 eingesetzt wird. In montiertem Zustand ist der Pumpeneinsatz 12 zwischen dem Sicherungsring 13 und dem Gehäuseelement 11 fixiert.
Das Gehäuseelement 11 der Flügelzellenpumpe 10 und der erste Lamellenträger 15 der Kupplungseinheit 14 sind einstückig ausgeführt, d.h. der als Außenlamellenträger ausgeführte Lamellenträger 15 bildet das Gehäuseelement 11 für die Flügelzellenpumpe 10 aus. Die Flügelzellenpumpe 10 selbst ist damit gehäuselos ausgebildet. Sie umfasst kein als eigenständiges Bauteil ausgebildetes Pumpengehäuse.
Zur Ausbildung eines Öleinlasses und zur Ausbildung eines Ölauslasses weist der erste Lamellenträger 15 eine Mehrzahl von nicht näher dargestellten Kanalgeometrien auf. Die Kanalgeometrien bilden einen Öleinlasskanal aus, der zu einer Saugseite der Flügelzellenpumpe 10 führt, und einen Ölauslasskanal, der zu einer Druckseite der Flügelzellenpumpe 10 führt. Die Saugseite und die Druckseite der Flügelzellenpumpe 10 sind dabei durch eine Geometrie eines Konturelements definiert. Zur Ausbildung des Konturelements kann die Flügelzellenpumpe 10 beispielsweise einen separaten Konturring aufweisen, der starr mit dem Gehäuseelement 11 verbunden ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Konturelement einstückig mit dem Gehäuseelement 11 ausgebildet. Die Geometrie zur Festlegung der Saugseite und der Druckseite ist damit durch den ersten Lamellenträger 15 ausgebildet.
Der Pumpeneinsatz 12 selbst weist eine erste Druckplatte 17, eine zweite Druckplatte 18 und zwischen den Druckplatten 17, 18 angeordnete Flügel auf. Die Flügelzellenpumpe 10 weist eine Antriebswelle 19 und einen mit der Antriebswelle 19 verbundenen Rotor 20 auf, welcher die Flügel aufnimmt. Der Rotor 20 und die Antriebswelle 19 bilden einen Teil des Pumpeneinsatzes 12 aus. Der Rotor 20 mit den Flügeln ist zwischen den beiden Druckplatten 17, 18 angeordnet. In montiertem Zustand liegt die erste Druckplatte 17 an dem Sicherungsring 13 an. Die zweite Druckplatte 18 liegt an dem Gehäuseelement 11 an. Der Rotor 20 mit den Flügeln ist dadurch zwischen den Druckplatten 17, 18 fixiert.
Zum Antrieb der Flügelzellenpumpe 10 umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ein Kettenrad 21, das fest mit der Antriebswelle 19 verbunden ist. Der Rotor 20 mit den Flügeln ist dadurch unabhängig von der Kupplungseinheit 14 antreibbar. Dadurch entsteht eine Relativdrehbewegung zwischen den Flügeln und dem Konturelement, wobei von einer Geschwindigkeit der Relativdrehbewegung eine Pumpleistung der Flügelzellenpumpe 10 abhängt.
Um die Druckplatten 17, 18 vorzuspannen, umfasst die Flügelzellenpumpe 10 ein Federelement 22, das zwischen der zweiten Druckplatte 18 und dem Gehäuseelement 11 verspannt ist. Das Federelement 22 bewirkt eine axiale Kraft auf die Druckplatte 17, die den Rotor 20 gegen die zweite Druckplatte 18 drückt. Das Federelement 22 ist als eine Tellerfeder ausgebildet.
Außerdem umfasst die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen Öldruckraum 23, der von der zweiten Druckplatte 18 und dem Gehäuseelement 11 begrenzt wird. Der Öldruckraum 23 ist drucktechnisch mit dem Druckausgang der Flügelzellenpumpe 10 verbunden. Wird von der Flügelzellenpumpe 10 Getriebeöl unter Druck bereitgestellt, herrscht in dem Öldruckraum 23 ein Öldruck, der im Wesentlichen dem des Druckausgangs entspricht. Das Federelement 22 ist in dem Öldruckraum 23 angeordnet, wodurch der Öldruck in dem Öldruckraum 23 parallel zu einer Federkraft des Federelements 22 wirkt. Im Betrieb werden die Druckplatten 17, 18 im Wesentlichen mit der Federkraft des Federelements 22 verspannt, da dem Öldruck in dem Öldruckraum 23 ein zwischen den Druckplatten 17, 18 im Bereich des Rotors 20 herrschender Öldruck entgegenwirkt.
Zur Abdichtung des Druckeingangs, des Druckausgangs und des Öldruckraums 23 umfasst die Flügelzellenpumpe 10 drei Dichtungen 25, 26, 27. Die erste Dichtung 25 ist radial außen an der ersten Druckplatte 17 angeordnet und dichtet die erste Druckplatte 17 gegenüber dem Gehäuseelement 11 ab. Die zweite Dichtung 26 ist radial außen an der zweiten Druckplatte 18 angeordnet und dichtet die zweite Druckplatte 18 gegenüber dem Gehäuseelemente 11 ab. Der Pumpeneingang und der Pumpenausgang werden durch die beiden Dichtungen 25, 26 begrenzt. Die dritte Dichtung 27 ist an einer axialen Stirnfläche der zweiten Druckplatte 18 angeordnet. Die zweite Dichtung 26 und die dritte Dichtung 27 begrenzen den Öldruckraum 23.

Claims

Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung mit einer Getriebeölpumpe (10), die ein Gehäuseelement (11) und einen zu dem Gehäuseelement (11) zumindest teilweise verdrehbaren Pumpeneinsatz (12) aufweist, welcher in das Gehäuseelement (11) eingesetzt ist, mit einem Sicherungsring (13), welcher den Pumpeneinsatz (12) axial in dem Gehäuseelement (11) festlegt, und mit einer Kupplungseinheit (14), die einen Lamellenträger (15) zur Aufnahme von Kupplungslamellen aufweist, wobei das Gehäuseelement (11) und der Lamellenträger (15) einstückig ausgebildet sind, wobei die Getriebeölpumpe (10) als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpeneinsatz (12) eine erste Druckplatte (17), die an dem Sicherungsring (13) anliegt, eine zweite Druckplatte (18) und zwischen den Druckplatten (17, 18) angeordnete Flügel aufweist, wobei die Flügelzellenpumpe (10) ein Federelement (22) aufweist, das zwischen der zweiten Druckplatte (18) und dem Gehäuseelement (11) verspannt ist, wobei das Federelement (22) als eine Tellerfeder ausgebildet ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträger (15) als ein Außenlamellenträger ausgebildet ist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträger (15) zumindest eine Kanalgeometrie zur Ausbildung eines Öleinlasses und/oder eines Ölauslasses aufweist.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträger (15) eine Konturgeometrie (16) zur Festlegung einer Saugseite und einer Druckseite ausbildet.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelzellenpumpe (10) eine Antriebswelle (19) und einen mit der Antriebswelle (19) verbundenen Rotor (20) aufweist, der die Flügel aufnimmt.
Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen von der zweiten Druckplatte (18) und dem Gehäuseelement (11) umspannten Öldruckraum (23), der dazu vorgesehen ist, einen parallel zu einer Federkraft des Federelements (22) wirkenden Öldruck bereitzustellen.