DE102012222188A1 - Außeraxiale Pumpe mit integrierter Ketten- und Kettenradanordnung - Google Patents
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Abstract
Eine außeraxiale Hydraulikpumpe für ein Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe umfasst eine integrierte Ketten- und Kettenradanordnung. Ein erstes Kettenantriebsrad ist an einer Welle angebracht, die durch einen Eingang in einen Drehmomentwandler angetrieben wird, und ein zweites Kettenabtriebsrad ist an einem Wellenstumpf befestigt, der die Pumpe antreibt. Eine mehrgliedrige Kette umgibt die Kettenräder und überträgt ein Antriebsdrehmoment vom Drehmomentwandlereingang auf den Wellenstumpf. Das erste Kettenantriebsrad wird an der Eingangswelle durch eine Haltekappe festgehalten, die Dichtungen zwischen sowohl der Welle als auch einem Drehmomentwandlergehäuse umfasst. Das zweite Kettenabtriebsrad wird an dem Wellenstumpf durch einen Federring oder eine ähnliche Komponente festgehalten.
Description
- GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Hydraulikpumpen für Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe und insbesondere auf eine außeraxiale Hydraulikpumpe mit einer integrierten Ketten- und Kettenradanordnung.
- HINTERGRUND
- Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung dar und können, müssen jedoch nicht Stand der Technik bilden.
- Viele moderne Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe verwenden ein gesteuertes Hydraulikfluid (Getriebeöl), um Kupplungen und Bremsen zu betätigen, um gewünschte Kombinationen von Eingriffen zu erreichen und eine nützliche Sequenz von Übersetzungsverhältnissen zu schaffen. Die Steuerung eines solchen Hydraulikfluids wird durch einen Ventilkörper erreicht, der mehrere Schieberventile umfasst, die eine Hydraulikfluidströmung durch einen Komplex von Durchgängen zu Kupplungs- und Bremsenaktuatoren lenken. Der Ventilkörper wird mit Druckhydraulikfluid von typischerweise einer Zahnrad-, Flügel- oder Gerotorpumpe versorgt, die durch die Motorausgangswelle oder die Getriebeeingangswelle angetrieben wird.
- Da dies eine so übliche Getriebekonfiguration ist und aufgrund des Herstellungsvolumens von solchen Automatikgetrieben wurde eine ausgedehnte Forschung und Entwicklung unternommen, um die Kosten zu verringern und die Leistung solcher Pumpen zu optimieren. Das Vereinfachen solcher Pumpen, um ihr Gewicht und ihre Kosten zu verringern, das Verringern ihrer Größe, um die Unterbringung zu verbessern, das Verbessern der Leistung bei niedriger Drehzahl, das Verbessern der Niedertemperaturleistung und das Verringern von Energieverlusten bei hoher Drehzahl waren beispielsweise alles Bereiche der Entwicklung und Verbesserung.
- Die vorliegende Erfindung ist auf Verbesserungen gerichtet, die die schnelle und korrekte Montage solcher Pumpen erleichtern sowie zusätzliche verwirklichte Vorteile an der Herstellbarkeit des Drehmomentwandlergehäuses (TCH) und am Management des Getriebebetriebsfluids schaffen.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Die vorliegende Erfindung schafft eine außeraxiale Hydraulikpumpe für ein Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe mit einer integrierten Ketten- und Kettenradanordnung, die alle an einer Pumpenstrukturanordnung angebracht sind. Ein erstes Kettenantriebsrad ist innerhalb einer Pumpenstrukturanordnung angebracht und wird durch einen Drehmomentwandlereingang angetrieben, und ein zweites Kettenabtriebsrad ist an einem Wellenstumpf befestigt, die die Pumpe antreibt. Eine mehrgliedrige Kette umgibt die Kettenräder und überträgt ein Antriebsdrehmoment vom Drehmomentwandlereingang auf den Wellenstumpf. Das erste Kettenantriebsrad wird am Eingangselement durch eine Haltekappe festgehalten, die Dichtungen zwischen sowohl der Drehmomentwandlerwelle als auch einem Drehmomentwandlergehäuse umfasst. Das zweite Kettenabtriebsrad wird an dem Wellenstumpf durch einen Federring oder eine ähnliche Komponente festgehalten.
- Folglich ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Hydraulikpumpe für ein Automatikgetriebe zu schaffen, die von der Achse der Getriebeeingangs- und der Drehmomentwandlerwelle versetzt ist.
- Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Hydraulikpumpe für ein Automatikgetriebe mit einem Kettenantriebsrad zu schaffen, das innerhalb der Pumpenstrukturanordnung angeordnet ist und mit dem Drehmomentwandlereingang verriegelt ist und durch diesen angetrieben wird.
- Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Hydraulikpumpe für ein Automatikgetriebe zu schaffen, die durch eine Kette und ein Kettenrad angetrieben wird, das mit dem Drehmomentwandlereingang gekoppelt ist und durch diesen angetrieben wird.
- Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Hydraulikpumpe für ein Automatikgetriebe zu schaffen, die leichter montiert wird als Konfigurationen des Standes der Technik.
- Es ist ein nochmals weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Hydraulikpumpe für ein Automatikgetriebe mit einem leichteren Drehmomentwandlergehäuse und einem Hydraulikgetriebefluidsumpf mit größerer Kapazität zu schaffen.
- Weitere Aspekte, Vorteile und Anwendungsgebiete werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung ersichtlich. Selbstverständlich sind die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur für Erläuterungszwecke bestimmt und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht begrenzen.
- ZEICHNUNGEN
- Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Erläuterung und sollen den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung keineswegs begrenzen.
-
1 ist eine halbe Schnittansicht einer Drehmomentwandleranordnung und eines vorderen (Eingangs-)Abschnitts eines Automatikgetriebes mit der vorliegenden Erfindung; -
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Pumpenstrukturanordnung mit einer integrierten Ketten- und Kettenradanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; -
3 ist eine Stirnaufrissansicht eines Drehmomentwandlergehäuses von der Getriebeseite, das dazu ausgelegt ist, die vorliegende Erfindung aufzunehmen; und -
4 ist eine perspektivische Ansicht des Drehmomentwandlergehäuses von der Getriebeseite mit der Pumpenstrukturanordnung an der Stelle. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht begrenzen.
- In
1 ist ein Abschnitt eines Automatikgetriebes, das für ein Kraftfahrzeug entworfen und bestimmt ist, dargestellt und im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen10 bezeichnet. Das Automatikgetriebe10 umfasst eine Drehmomentwandleranordnung12 und eine Schottwand oder ein Drehmomentwandlergehäuse14 . Die Drehmomentwandleranordnung12 umfasst eine Drehmomentwandlereingangswelle16 , die durch ein Antriebsaggregat wie z. B. ein Benzin-, Flex-Fuel-, Diesel- oder Hybridantriebssystem (nicht dargestellt) angetrieben wird und mit einer Hülle oder einem äußeren Gehäuse18 der Drehmomentwandleranordnung12 gekoppelt ist und diese antreibt. Die Drehmomentwandleranordnung12 ist herkömmlich und umfasst eine Pumpe20 , die mit dem äußeren Drehmomentwandlergehäuse18 gekoppelt ist und durch die Eingangswelle16 angetrieben wird, eine feste Statoranordnung22 und ein Turbinenrad24 . Das Turbinenrad24 ist durch eine Nabe26 mit einer Getriebeeingangswelle28 gekoppelt und treibt diese an. Die Getriebeeingangswelle28 liefert wiederum ein Antriebsdrehmoment zu mehreren Planetenradanordnungen30 , von denen eine in1 dargestellt ist. Das äußere Drehmomentwandlergehäuse18 liefert ein Antriebsdrehmoment zu einem Hohlwellen- oder röhrenförmigen Element32 und wiederum durch miteinander in Eingriff stehende Abflachungen34 zu einem Kettenantriebsrad36 , das sich damit dreht. Die miteinander in Eingriff stehenden Abflachungen34 umfassen mehrere externe Abflachungen an dem Hohlwellen- oder röhrenförmigen Element32 und komplementäre interne Abflachungen im Kettenantriebsrad36 . Alternativ können das Hohlwellen- oder röhrenförmige Element32 und das Kettenantriebsrad36 komplementäre Keile oder ähnliche Strukturen umfassen. Geeignete Wälzlageranordnungen38 wie z. B. Axial- und Rollenlager stützen das Hohlwellen- oder röhrenförmige Element32 und das Kettenantriebsrad36 drehbar ab und positionieren diese. - In den
1 und2 werden das Kettenantriebsrad36 und die Lageranordnungen38 in der Position an dem Hohlwellen- oder röhrenförmigen Element32 durch und zwischen einer kreisförmigen Kappe oder einem kreisförmigen Halter40 und einer Pumpenstrukturanordnung60 festgehalten. Die kreisförmige Kappe oder der kreisförmige Halter40 umfasst vorzugsweise zwei, kann jedoch drei oder mehr Vorsprünge, Laschen oder Ansätze42 an seinem Umfang umfassen, die Durchgänge (nicht dargestellt) umfassen, die jeweils eine Presssitzbefestigungsvorrichtung44 wie z. B. einen Dübel, Stift oder Bolzen aufnehmen. Die Presssitzbefestigungsvorrichtungen44 wirken als Positionierungs- oder Registrierungsvorrichtungen, die innerhalb der Pumpenstrukturanordnung60 sitzen und die kreisförmige Kappe oder den kreisförmigen Halter40 an der Pumpenstrukturanordnung60 festhalten, bevor sie am Drehmomentwandlergehäuse14 montiert wird. Der äußere Umfang der Kappe oder des Halters40 umfasst eine maschinell bearbeitete Oberfläche46 , die eine rechtwinklig geschnittene Dichtung48 aufnimmt und festhält, die eine fluiddichte Abdichtung gegenüber einer komplementär ausgebildeten kreisförmigen Kante des Drehmomentwandlergehäuses14 schafft, wenn die Pumpenstrukturanordnung60 am Drehmomentwandlergehäuse14 befestigt ist. Eine geformte Wellendichtung52 sitzt innerhalb einer kreisförmigen Nut54 in der Kappe oder im Halter40 und schafft eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Kappe oder dem Halter40 und dem Hohlwellen- oder röhrenförmigen Element32 . Der äußere Umfang der maschinell bearbeiteten Oberfläche46 der Kappe oder des Halters40 stellt auch die zentrale Führung für die Pumpenstrukturanordnung60 am Drehmomentwandlergehäuse14 her, was ein Drehlagerzentrum für das Automatikgetriebe10 erzeugt. - Das Kettenantriebsrad
36 ist eine Komponente des außeraxialen Getriebefluid-(Hydrauliköl-)Pumpenstrukturkörpers oder der außeraxialen Getriebefluid-(Hydrauliköl-)Pumpenstrukturanordnung60 . Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff ”außeraxial”, dass eine Pumpeneingangswelle66 eine Drehachse aufweist, die zur Achse der Eingangswelle des Getriebes10 parallel und dazu versetzt ist, die die Eingangswelle16 der Drehmomentwandleranordnung12 ist. Die Pumpenstrukturanordnung60 schafft eine Strömung von Druckhydraulikfluid zu einem Ventilkörper, verschiedenen Ventilen und Kupplungs- und Bremsenoperatoren (alle nicht dargestellt), die sich innerhalb des Automatikgetriebes10 befinden, um den Betrieb zu bewirken. Die Pumpenstrukturanordnung60 umfasst eine mehrgliedrige Kette62 , die das Kettenantriebsrad36 sowie ein Kettenabtriebsrad64 umgibt, das durch das Hohlwellen- oder röhrenförmige Element32 und das Kettenantriebsrad34 durch die mehrgliedrige Kette62 angetrieben wird. Das Kettenabtriebsrad64 ist mit der Pumpeneingangswelle66 durch miteinander in Eingriff stehende Außen- und Innenkeile68 rotatorisch gekoppelt und treibt diese an. Ein Federring, eine C-Beilagscheibe oder eine ähnliche Komponente70 , die innerhalb eines komplementären Merkmals wie z. B. eines Umfangskanals oder einer Umfangsnut72 in der Pumpenwelle66 aufgenommen ist, hält das Kettenabtriebsrad64 an der Pumpeneingangswelle66 fest. Die Pumpeneingangswelle66 ist mit einem Pumpenrad, einem Rotor oder Zahnrad (nicht dargestellt), das innerhalb eines geeignet geformten Gehäuses76 in der Pumpenstrukturanordnung60 angeordnet ist, das mindestens zwei Kanäle78 definiert, von denen einer in2 dargestellt ist, die als Einlass- und Auslasskanäle für das Hydraulikfluid fungieren, gekoppelt und treibt dieses an. -
3 stellt eine (die Getriebeseite) Fläche des Drehmomentwandlergehäuses14 dar, das im Schnitt in1 gezeigt ist. Das Drehmomentwandlergehäuse14 umfasst einen Umfangsflansch82 , der eine Dichtung (nicht dargestellt) aufnimmt, und einen ersten Achsenbereich oder eine Öffnung84 , die einen Abschnitt der Pumpenstrukturanordnung60 aufnimmt und eine kreisförmige maschinell bearbeitete Oberfläche86 umfasst, die an der rechtwinklig geschnittenen Dichtung48 der kreisförmigen Kappe oder des kreisförmigen Halters40 abdichtet. Das Drehmomentwandlergehäuse14 umfasst auch eine zweite Achsenöffnung88 für das Ausgangsdrehmoment. -
4 stellt das Drehmomentwandlergehäuse14 mit der daran montierten Pumpenstrukturanordnung60 dar. Mehrere Gewindebefestigungsvorrichtungen92 wie z. B. Maschinenschrauben, die die Pumpenstrukturanordnung60 am Drehmomentwandlergehäuse14 befestigen, sind zu bemerken. In4 sind auch das Pumpengehäuse76 , einer der Kanäle78 , der der Einlasskanal ist, ein Getriebefluidfilter94 und eine Einlass- oder Saugleitung96 , die mit dem Einlasskanal78 in Verbindung steht, deutlich sichtbar. - Es sollte erkannt werden, dass die außeraxiale Hydraulikpumpe mit einer integrierten Ketten- und Kettenradanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zahlreiche Vorteile schafft.
- Zunächst beseitigt sie die blinde Montage. Bei vorherigen Pumpenkonfigurationen war es erforderlich, die Pumpe über dem Kettenrad und der Kette am Drehmomentwandlergehäuse zu montieren. Dies erforderte eine axiale Ausrichtung und einen Eingriff der Pumpeneingangskeilwelle
66 mit dem Kettenabtriebsrad64 und das Einsetzen der Statorwellenkomponente der Pumpenstruktur durch eine Dichtung. Dieser erforderliche Montageschritt war sowohl schwierig, zeitraubend als er auch eine Beschädigung an der Dichtung riskierte. - Zweitens wurde die Komplexität des Gussgehäuses
14 des Drehmomentwandlers12 verringert, was zu einer verbesserten Gussqualität und Beseitigung des Bedarfs an zusätzlichen maschinellen Bearbeitungsvorgängen durch Entfernen einer Struktur im Drehmomentwandlergehäuse14 führte, die in vorherigen Konstruktionen das Kettenabtriebsrad64 und die Drehmomentwandlerwellendichtung52 abstützte. - Drittens wurde, da die vorstehend angegebenen Komponenten oder Merkmale des Drehmomentwandlergehäuses
14 beseitigt wurden, das Gesamtgewicht des Getriebes10 verringert. In einem frühen Prototyp wurde eine Massenverringerung von 0,44 kg (ungefähr ein Pfund) erreicht. - Aufgrund der Entfernung von Merkmalen und Material vom Drehmomentwandlergehäuse
14 , wie vorstehend beschrieben, wurde schließlich eine Erhöhung des Volumens des Hydraulikfluidsumpfs im Getriebe10 erreicht. Wieder wurde in einem frühen Prototyp eine Erhöhung des Sumpfvolumens von 0,14 Liter (0,15 Quart) erreicht. Dies ermögliche einen Ölpegelabfall von ungefähr 7 mm (0,275 Zoll), was zu verringerten Drehverlusten führte. - Die Beschreibung der Erfindung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und Veränderungen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, sollen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen. Solche Veränderungen sollen nicht als Abweichung vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung betrachtet werden.
Claims (9)
- Außeraxiale Hydraulikpumpe für ein Automatikgetriebe, die in Kombination umfasst: ein Drehmomentwandlergehäuse mit einer ersten Öffnung für mindestens ein Drehmomentübertragungselement und einer zweiten Öffnung, ein Drehmomentübertragungselement, das in der ersten Öffnung angeordnet ist, eine Pumpenstrukturanordnung mit einem Kettenabtriebsrad, das am Drehmomentübertragungselement angebracht ist, einer Haltekappe, die über dem Kettenantriebsrad angeordnet ist und eine erste Dichtung zwischen der Kappe und dem Drehmomentwandlergehäuse und eine zweite Dichtung zwischen der Kappe und dem Drehmomentübertragungselement umfasst, einer Hydraulikpumpe mit einer Antriebswelle, einem Kettenabtriebsrad, das an der Antriebswelle angebracht ist, einem Mittel zum Festhalten des Kettenabtriebsrades an der Antriebswelle und einer Kette, die mit dem Kettenantriebsrad und dem Kettenabtriebsrad in Eingriff steht.
- Außeraxiale Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, wobei die Achsen der ersten und der zweiten Öffnung zueinander parallel und voneinander versetzt sind.
- Außeraxiale Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, wobei das Mittel zum Festhalten des Kettenabtriebsrades entweder ein Federring oder eine C-Beilagscheibe ist.
- Außeraxiale Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, wobei das Kettenantriebsrad mit dem Drehmomentübertragungselement durch miteinander in Eingriff stehende Abflachungen rotatorisch gekoppelt ist.
- Außeraxiale Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, wobei das Kettenabtriebsrad mit der Antriebswelle durch miteinander in Eingriff stehende Keile rotatorisch gekoppelt ist.
- Außeraxiale Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, wobei das Drehmomentübertragungselement eine Hohlwelle ist, die mit einem Eingang in einen Drehmomentwandler gekoppelt ist und dadurch angetrieben wird.
- Außeraxiale Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, die ferner ein Mittel zum Anordnen der Haltekappe an der Pumpenstrukturanordnung umfasst.
- Außeraxiale Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, die ferner ein zusätzliches Drehmomentübertragungselement umfasst, das sich durch die erste Öffnung des Drehmomentwandlergehäuses erstreckt und dazu ausgelegt ist, einen Ausgang von einem Drehmomentwandler zu tragen.
- Außeraxiale Hydraulikpumpe zur Installation in einem Automatikgetriebe, die in Kombination umfasst: ein Drehmomentwandlergehäuse mit einer ersten Öffnung zum Aufnehmen eines Drehmomentübertragungselements und einer zweiten Öffnung, die von der ersten Öffnung versetzt ist, ein Drehmomentübertragungselement, das in der ersten Öffnung angeordnet ist, eine Pumpenstrukturanordnung mit einem Kettenantriebsrad, das mit dem Drehmomentübertragungselement in Eingriff steht, einer Haltekappe, die über dem Kettenantriebsrad angeordnet ist und ein Mittel zum Anordnen der Haltekappe an der Pumpenstrukturanordnung umfasst, einer ersten Dichtung zwischen der Kappe und dem Drehmomentwandlergehäuse und einer zweiten Dichtung zwischen der Kappe und dem Drehmomentübertragungselement, einer Hydraulikpumpe mit einer Antriebswelle, einem Kettenabtriebsrad, das an der Antriebswelle angebracht ist, einem Mittel zum Festhalten des Kettenabtriebsrades an der Antriebswelle und einer Kette, die mit dem Kettenantriebsrad und dem Kettenabtriebsrad in Eingriff steht.
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