DE102015212989A1

DE102015212989A1 - Antriebsvorrichtung für eine Ölpumpe

Info

Publication number: DE102015212989A1
Application number: DE102015212989.6A
Authority: DE
Inventors: Patrick Kniess; Michael Preuss
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2017-01-12

Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung (1) für eine Ölpumpe (2), umfassend einen pneumatisch angetriebenen Motor (3) sowie einen ersten und einen zweiten Freilauf (4, 5) beschrieben, wobei der erste Freilauf (4) zwischen einer Ausgangswelle (8) eines Motors oder einer Eingangswelle eines Getriebes sowie einer Antriebswelle (6) einer Ölpumpe (2) angeordnet ist, und der zweite Freilauf (5) zwischen der Antriebswelle (6) der Ölpumpe (2) und einer Ausgangswelle (7) des pneumatisch angetriebenen Motors (3) angeordnet ist. Diese Vorrichtung soll es ermöglichen, die Ölpumpe (2) auch dann mit der erforderlichen Drehzahl anzutreiben und damit die gewünschte Ölversorgung und Schmierung sicherzustellen, wenn der Antriebsmotor oder die Getriebeeingangswelle sich nur mit geringer Drehzahl dreht oder still steht. Zur Lösung dieser Aufgabe werden die Freiläufe (4, 5) bezüglich ihrer Sperrrichtungen so angeordnet, dass die Ölpumpe (2) abhängig von der Drehzahl des pneumatisch angetriebenen Motors (3) und der Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeuges entweder seitens des pneumatisch angetriebenen Motors (3) oder des Antriebsmotors des Fahrzeugs angetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Ölpumpe, umfassend einen pneumatisch angetriebenen Motor sowie einen ersten und einen zweiten Freilauf, wobei der erste Freilauf zwischen einer Ausgangswelle eines Motors oder einer Eingangswelle eines Getriebes sowie einer Antriebswelle einer Ölpumpe angeordnet ist, und der zweite Freilauf zwischen der Antriebswelle der Ölpumpe und einer Ausgangswelle des pneumatisch angetriebenen Motors angeordnet ist.
Zur Sicherstellung einer ausreichenden Schmierung von Getrieben oder nassen Kupplungen von Getrieben werden Ölpumpen eingesetzt. In der Regel wird die Pumpe direkt an eine Motor- oder Getriebewelle angeflanscht.
Insbesondere bei der Kupplung ist eine bedarfsgerechte Kupplungskühlung sicherzustellen. Bei maximaler Reibleistung wird hierfür ein maximaler Ölvolumenstrom zur Wärmeabfuhr benötigt. Dieser wird jedoch meist gerade dann benötigt, wenn der Pumpenantrieb über die Motor- oder Getriebewelle nur eine geringe Drehzahl aufweist, beispielsweise bei Anfahrvorgängen oder bei Hillholder-Funktionen. Insbesondere bei Hillholder-Funktionen kann die Drehzahl der Antriebswelle auch null sein, so dass die Pumpe steht und kein Öl fördert.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Pumpenantrieb bereitzustellen, der einen bedarfsgerechten Pumpenantrieb, und damit eine bedarfsgerechte Ölversorgung auch dann sicherstellt, wenn die Antriebswelle steht oder sich nur mit geringen Drehzahlen dreht.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung für eine Ölpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung umfasst einen pneumatisch angetriebenen Motor sowie zwei Freiläufe. Der erste Freilauf ist dabei zwischen einer Ausgangswelle eines beispielsweise ein Fahrzeug antreibenden Motors oder einer Eingangswelle des Fahrzeuggetriebes sowie einer Antriebswelle der Ölpumpe angeordnet. Dreht die Ausgangswelle des Motors oder die Eingangswelle des Getriebes in der konstruktiv vorgegebenen Drehrichtung, so sperrt der erste Freilauf, und die Ölpumpe wird durch den Antriebsmotor des Fahrzeugs angetrieben. Da Motor und Getriebeeingangswelle immer die gleiche Drehrichtung haben, dreht die Pumpe sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt lediglich in eine Richtung. Der zweite Freilauf ist zwischen einer Ausgangswelle des pneumatisch angetriebenen Motors sowie ebenfalls der Antriebswelle der Ölpumpe angeordnet. Dreht der pneumatisch angetriebene Motor in seiner konstruktiv vorgegebenen Drehrichtung, so sperrt der zweite Freilauf, und der Antrieb der Ölpumpe erfolgt durch den pneumatisch angetriebenen Motor. Da die erforderliche Drehrichtung sowohl des pneumatisch angetriebenen Motors als auch des Antriebsmotors des Fahrzeuges durch die Förderrichtung der Pumpe, und damit durch die erforderliche Drehrichtung der Pumpe vorgegeben sind, müssen die Drehrichtungen übereinstimmen. Dadurch ist es möglich, die beiden Freiläufe bezüglich ihrer Freilauf- und Sperrrichtungen so relativ zueinander anzuordnen, dass der Antrieb der Ölpumpe einerseits nur durch den Antriebsmotor des Fahrzeugs oder den pneumatisch angetriebenen Motor allein, d.h. bei Stillstand des jeweils anderen Motors, aber andererseits auch dann erfolgen kann, wenn sich beide Motoren drehen. Ist beispielsweise die Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs oder der Getriebewelle zu niedrig, um in der jeweiligen Betriebssituation die Pumpe ausreichend anzutreiben und den gewünschten Ölvolumenstrom sicherzustellen, kann somit der Antrieb durch den pneumatisch angetriebenen Motor übernommen werden. Dreht dieser mit einer höheren Drehzahl als der Antriebsmotor des Fahrzeugs oder die Getriebewelle, so übernimmt der pneumatisch angetriebene Motor den Antrieb der Ölpumpe, wodurch sich die gewünschte Förderleistung einstellen lässt. Durch den Freilauf zwischen Antriebsmotor des Fahrzeugs oder der Getriebewelle und der Antriebswelle der Ölpumpe erfolgt dann eine Entkopplung der Ölpumpe vom Fahrzeugantrieb.
Dadurch ist es möglich, bedarfsgerecht Pumpleistung für die Ölversorgung bereitzustellen. Die Antriebsleistung für die Ölpumpe kann dabei wahlweise und optimiert vom Antriebsmotor des Fahrzeuges, vom pneumatisch angetriebenen Motor oder von beiden bereitgestellt werden. Die Verwendung eines pneumatisch angetriebenen Motors ist dabei insbesondere in Nutzfahrzeugen vorteilhaft, da in diesen Druckluft aus dem Bremssystem zur Verfügung steht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, einen Pneumatikspeicher zur Speicherung von Druckluft zu verwenden. Dadurch kann einerseits Druckluft, die beispielsweise aus dem Bremssystem stammt, zum Antrieb des pneumatisch angetriebenen Motors zwischengespeichert werden. Darüber hinaus kann mittels des Pneumatikspeichers eine Nachlaufkühlung ermöglicht werden, nachdem der Antriebsmotor des Fahrzeugs abgestellt wurde, indem die Pumpe pneumatisch betrieben wird, bis der Speicher leer ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die Ölpumpe einerseits über das Pumpenrad bzw. eine Pumpenwelle der Ölpumpe angetrieben, andererseits gleichzeitig oder alternativ über ein Pumpenhohlrad.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für eine Ölpumpe, bei der auch ein Pneumatikspeicher vorgesehen ist;
2: ein detailliertes Konstruktionsbeispiel einer Ausführung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
In 1 ist die Ölpumpe 2 einerseits über einen ersten Freilauf 4 mit der Ausgangswelle 8 eines Antriebsmotors eines Fahrzeuges oder einer Eingangswelle eines Getriebes (jeweils nicht dargestellt) verbunden. Der Freilauf sperrt in einer Richtung, so dass bei entsprechender Drehrichtung der Welle 8 über den Freilauf 4 und die Antriebswelle 6 der Ölpumpe 2 ein Antrieb der Ölpumpe von seitens des Antriebsmotors des Fahrzeuges aus erfolgt. Gleichzeitig ist die Antriebswelle 6 der Ölpumpe 2 über einen zweiten Freilauf 5 mit einer Ausgangswelle 7 eines pneumatischen Motors 3 verbunden. Dreht die Ausgangswelle 7 des pneumatischen Motors 3 in der durch die Förderrichtung der Pumpe 2 vorgegebenen Drehrichtung, so sperrt der Freilauf 5, so dass der Antrieb der Pumpe 2 durch den pneumatisch angetrieben Motor 3 erfolgt. Drehen sich sowohl die Ausgangswelle 8 des Fahrzeug-Antriebsmotors als auch die Ausgangswelle 7 des pneumatisch angetriebenen Motors 3, jedoch mit unterschiedlichen Drehzahlen, so erfolgt der Antrieb der Pumpe 2 durch den Motor, der die höhere Drehzahl aufweist, wobei der jeweilige Freilauf dann sperrt und die jeweilige Abtriebswelle drehfest mit der Pumpenantriebswelle verbindet, während der jeweils andere Freilauf dann freiläuft und die Verbindung zur jeweils anderen Abtriebswelle trennt.
Durch den Pneumatikspeicher 9 kann Druckluft zum Antrieb des pneumatisch angetriebenen Motors 9, die beispielsweise aus dem Bremssystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs stammt, zwischengespeichert werden. Dies ermöglicht es auch, den pneumatisch angetriebenen Motor 3, und damit die Pumpe 2 auch dann noch anzutreiben, wenn der Antriebsmotor des Fahrzeugs bereits steht. Dadurch kann beispielsweise noch eine Nachlaufkühlung ermöglicht werden.
2 zeigt eine konkrete konstruktive Ausgestaltung der Erfindung.
Die Ölpumpe umfasst hier ein Pumpenhohlrad 11 mit Außenverzahnung und ein Pumpenrad 12, die einerseits über die Pumpenwelle 13 angetrieben werden. Die Pumpenwelle 13 ist über einen ersten Freilauf 4 mit der Ausgangswelle 8 eines Motors oder der Eingangswelle eines Getriebes verbunden. Darüber erfolgt der Antrieb der Pumpe seitens des Antriebsmotors eines Fahrzeugs.
Andererseits greift in die Außenverzahnung des Pumpenhohlrads 11 ein Antriebsritzel 14 ein. Dieses ist über einen zweiten Freilauf 5 an der Ausgangswelle 7 des pneumatischen Motors 3 befestigt. Über das Zusammenwirken von Ritzel 14 und Außenverzahnung des Pumpenhohlrads 11 erfolgt der Antrieb der Pumpe seitens des pneumatisch angetriebenen Motors 3. Die Ausgangswelle 7 des pneumatisch angetriebenen Motors 3 ist im Getriebegehäuse 10 durch Lager 15 und 18 gelagert. Die Abdichtung des pneumatisch angetriebenen Motors 3 gegenüber dem Getriebegehäuse und dem Pumpenraum erfolgt durch eine Dichtung 16, während die Abdichtung gegenüber der Umgebung durch einen Deckel 19 erfolgt.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsvorrichtung
2: Ölpumpe
3: Pneumatisch angetriebener Motor
4: erster Freilauf
5: zweiter Freilauf
6: Antriebswelle der Ölpumpe
7: Ausgangswelle des pneumatischen Motors
8: Ausgangswelle eines Motors oder Eingangswelle eines Getriebes
9: Pneumatikspeicher
10: Getriebegehäuse
11: Pumpenhohlrad mit Außenverzahnung
12: Pumpenrad
13: Pumpenwelle
14: Antriebsritzel
15: Lager
16: Dichtung
17: Deckel
18: Lager
19: Deckel

Claims

Antriebsvorrichtung (1) für eine Ölpumpe (2), umfassend – einen pneumatisch angetriebenen Motor (3) sowie – einen ersten und einen zweiten Freilauf (4, 5), wobei der erste Freilauf (4) zwischen einer Ausgangswelle (8) eines Motors oder einer Eingangswelle eines Getriebes sowie einer Antriebswelle (6) einer Ölpumpe (2) angeordnet ist, und der zweite Freilauf (5) zwischen der Antriebswelle (6) der Ölpumpe (2) und einer Ausgangswelle (7) des pneumatisch angetriebenen Motors (3) angeordnet ist, und wobei die Freiläufe (4, 5) derart bezüglich ihrer Sperrrichtungen zueinander angeordnet sind, dass bei Drehung des pneumatisch angetriebenen Motors (3) sowie bei Drehung der Ausgangswelle (8) des Motors oder der Eingangswelle des Getriebes in ihren konstruktiv vorgegebenen Drehrichtungen die Ölpumpe (2) durch die Ausgangswelle (7) des pneumatisch angetriebenen Motors (3) und/oder die Ausgangswelle (8) des Motors oder die Eingangswelle des Getriebes antreibbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der pneumatisch angetriebene Motor (3) durch einen Pneumatikspeicher (9) mit Druckluft versorgbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ölpumpe über ein Pumpenrad (12) bzw. eine Pumpenwelle (13) und/oder über ein Pumpenhohlrad (11) der Ölpumpe angetrieben wird.