DE102016200807A1 - Getriebeanordnung sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung (1) mit wenigstens einer Getriebeeingangswelle (2, 3), einer Kupplungsanordnung zum Verbinden der wenigstens einen Getriebeeingangswelle (2, 3) mit einer Antriebseinheit, und einer Ölpumpe (9), wobei ein Antriebsrad (5) der Ölpumpe (9) mit einem antreibenden Bauteil (4) der Kupplungsanordnung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (5) der Ölpumpe (9) an einem gehäusefesten Zapfen (10) mit einem Kugellager (14) gelagert ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit wenigstens einer Getriebeeingangswelle, einer Kupplungsanordnung zum Verbinden der wenigstens einen Getriebeeingangswelle mit einer Antriebseinheit und einer Ölpumpe, wobei ein Antriebsrad der Ölpumpe mit einem antreibenden Bauteil der Kupplungsanordnung verbunden ist.
• Es ist bekannt, Ölpumpen in Getriebe an den Antriebsstrang anzukoppeln, in dem ein Antriebsrad zwischen den Antriebsstrang und die Ölpumpe zwischengeschaltet wird. Das Antriebsrad kann dabei an ein antriebsseitiges Bauteil der Kupplung angekoppelt werden, so dass auch bei einer ausgerückten Kupplung ein Antrieb der Ölpumpe möglich ist. Beispielsweise ist es bekannt, das Antriebsrad über eine Verzahnung mit der Kupplungsnarbe zu verbinden.
• Das Antriebsrad ist dabei zu lagern. Beispielsweise ist es bekannt, das Antriebsrad an einem gehäusefesten Getriebebauteil über ein Gleitlager zu lagern.
• Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine Getriebeanordnung anzugeben, bei der der Antrieb der Ölpumpe flexibler gestaltbar ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitergehende Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Als Kern der Erfindung wird angesehen, das Antriebsrad mit einem Kugellager zu lagern. Zwar benötigt ein Kugellager mehr radialen Bauraum als ein Gleitlager, jedoch hat sich herausgestellt, dass dadurch die Freiheiten in der Ausgestaltung des Antriebstrades ebenfalls vergrößert werden. Insbesondere kann dadurch die Anbindung an das antreibende Bauteil der Kupplungsanordnung variabler gestaltet werden.
• Vorzugsweise kann das Antriebsrad der Ölpumpe Mitnahmenocken aufweisen, die in Nuten am antreibenden Bauteil der Kupplung angreifen. Diese Mitnahmenocken weisen vorteilhafterweise nach radial innen. Ebenfalls bevorzugt werden vier Mitnahmenocken vorgesehen. Auf diese Art und Weise kann das Antriebsrad durch einfaches Aufschieben drehfest mit dem antreibenden Kupplungsbauteil verbunden werden.
• Vorteilhafterweise kann das antreibende Bauteil der Kupplung die Kupplungsnabe sein. Die Kupplungsnabe reicht innerhalb der Kupplung von der Antriebsseite zur Abtriebsseite und ist daher geeignet, dass an die Kupplungsanordnung übertragene Antriebsmoment weiterzugeben. Insbesondere ist die Kupplungsnabe immer angetrieben, unabhängig davon, ob die Kupplung oder Kupplungen eingerückt sind oder nicht.
• Vorzugsweise kann das Antriebsrad eine Außenverzahnung aufweisen, die mit der Verzahnung eines Pumpenrades in Eingriff steht. Die Anbindung der Pumpe erfolgt also nach radial außen und nicht in axialer Richtung. Auf diese Art und Weise kann axialer Bauraum eingespart werden.
• Vorzugsweise kann das Antriebsrad den Außenring des Kugellagers bilden. Dadurch kann der Außenring eingespart werden, wodurch sich die Anzahl der Bauteile im Getriebe reduzieren lässt. In diesem Fall wird auch radialer Bauraum eingespart.
• Alternativ kann auch ein Kugellager mit Außenring in das Antriebsrad eingepresst werden.
• Vorzugsweise können die Kugeln des Kugellagers mit einem Lagerkäfig geführt sein. Dies erhöht die Standzeit des Kugellagers.
• Vorzugsweise kann der gehäusefeste Zapfen Teil eines am Getriebegehäuse befestigten Bauteils sein. Dieses dient besonders bevorzugt der Bereitstellung von Ölkanälen zur Ölführung. In einer Ausgestaltung kann das den gehäusefesten Zapfen aufweisende Teil aus Aluminiumdruckguss hergestellt sein.
• Vorteilhafterweise können die Kugeln des Kugellagers ein Spiel von mehr als 50 µm, insbesondere von mehr als 100 µm, aufweisen. Das Spiel besteht zwischen Innenring und Außenring oder auch dem Antriebsrad, wenn dieses als Außenring fungiert. Ist der Wärmeausdehnungskoeffizient des Zapfens, auf dem das Antriebsrad gelagert ist, aus einem Material mit einer großen Wärmeausdehnung, so kann bei bestimmten Betriebszuständen des Getriebes, insbesondere bei hohen Temperaturen, das Problem auftreten, dass die Kugeln im Kugellager verklemmt werden. Es hat sich herausgestellt, dass durch die Vorgabe eines Mindestspiels derartige Verklemmungen vermieden werden können.
• Weiterhin können die Kugeln des Kugellagers ein Spiel von weniger als 150 µm, insbesondere weniger als 130 µm, aufweisen. Auf der anderen Seite darf das Spiel auch nicht zu groß sein, da andernfalls das Lager nicht rund läuft. Mit den angegebenen Grenzwerten ist es insbesondere möglich, dass das Lager das Antriebsrad in allen Betriebszuständen sicher lagert und andererseits bei hohen Temperaturen Fehlfunktionen auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermieden werden.
• Das Spiel ist dabei jeweils bei Raumtemperatur vorhanden, bei höheren Temperaturen verringert es sich, wie beschrieben.
• Vorteilhafterweise kann das Kugellager als Rillenkugellager ausgestaltet sein. Dieses kann dann Axialkräfte aufnehmen, die durch die Verwendung einer Schrägverzahnung entstehen.
• Vorzugsweise kann die Pumpe als Flügelzellenpumpe ausgestaltet sein. Flügelzellenpumpen sind Verdrängerpumpen die insbesondere ein regelbares Fördervolumen aufweisen und darüber hinaus kostengünstig sind.
• Vorteilhafterweise kann das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe ausgestaltet sein. Dann kann insbesondere die Kupplungsanordnung als Doppelkupplung ausgestaltet sein. Es sind aber auch Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Einzelkupplungen bekannt. In diesem Fall kann das Antriebsrad der Pumpe an einer der beiden Kupplungsnarben angebunden sein. Bei einer Doppelkupplung ist üblicherweise eine einzige Kupplungsnabe vorhanden, die dann zum Antrieb der Ölpumpe dient.
• Die Antriebseinheit ist bevorzugt als Verbrennungsmotor ausgestaltet.
• Vorteilhafterweise kann die die Getriebeanordnung in Vorgelegebauweise ausgestaltet sein. Bei einer Ausgestaltung als Doppelkupplungsgetriebeanordnung weist die Getriebeanordnung bevorzugt zwei Vorgelegewellen auf.
• Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Getriebeanordnung. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Getriebeanordnung wie beschrieben ausgebildet ist.
• Weiter Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
• 1 ein Antriebsrad in einem Getriebe in einer ersten Ausgestaltung, und
• 2 ein Antriebsrad in einem Getriebe in einer zweiten Ausgestaltung.
• 1 zeigt einen Teil eines Getriebes 1, wobei im Folgenden der Aufbau von radial innen nach radial außen beschrieben wird. In der Mitte befinden sich die Getriebeeingangswellen 2 und 3, da das Getriebe 1 ein Doppelkupplungsgetriebe ist. Auf der äußeren Getriebeeingangswelle 3 ist die Kupplungsnabe 4 gelagert. Mit der Kupplungsnabe 4 steht das Antriebsrad 5 einer Ölpumpe in Eingriff. Das Antriebsrad 5 besitzt mehrere, bevorzugt vier, Mitnahmenocken 6, über die das Antriebsrad 5 und die Kupplungsnabe 4 drehfest verbunden sind. Radial außen besitzt das Antriebsrad 5 umlaufend eine Vielzahl an Zähnen 7, mit denen das Antriebsrad 5 an einem Pumpenrad 8 angreift und so eine Ölpumpe 9 antreibt. Auf diese Art und Weise kann die Ölpumpe 9 neben den Getriebeeingangswellen 2 und 3 gelagert sein, insbesondere unterhalb der Getriebeeingangswelle 2 und 3, und dabei durchgängig angetrieben werden.
• Das Antriebsrad 5 ist dabei auf einem Zapfen 10 eines gehäusefesten Bauteils 12 gelagert. Die Lagerung erfolgt mittels eines Rillenkugellagers 14, von dem der Innenring 16 und eine Kugel 18 dargestellt sind. Die Kugeln 18 sind mittels eines Laufkäfig 20 geführt.
• Bei der Ausgestaltung gemäß 1 ist das Antriebsrad 5 gleichzeitig der Außenring des Rillenkugellagers 14.
• Das Bauteil 12 weist mehrere Ölkanäle auf und ist mit der Wand des Getriebes 1 fest verschraubt.
• Da das Bauteil 12 bevorzugt aus Aluminiumdruckguss hergestellt ist können bei hohen Betriebstemperaturen Probleme bei der Verwendung eines Rillenkugellagers entstehen. Daher ist beim Rillenkugellager 14 vorgesehen, dass die Kugeln ein Spiel von 100 µm bis 130 µm haben. Das ist derjenige Abstand, der zum Außenring, in diesem Fall dem Antriebsrad 5 verbleibt, wenn die Kugeln am Innenring 16 anliegen.
• Üblich ist ein Spiel von lediglich 20 bis 30 µm, ein derartig großes Spiel beeinträchtigt eigentlich die Lebensdauer eines Rillenkugellagers. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass im Betrieb das Spiel geringer wird, da sich das Bauteil 12 mit Erhöhung der Getriebetemperatur ebenfalls ausdehnt. Je höher die Betriebstemperatur des Getriebes, desto geringer wird das Spiel und desto spielfreier laufen die Kugeln 18 im Rillenkugellager 14.
• 2 zeigt eine zu 1 ähnliche Anordnung des Getriebes 1. Im Unterschied zu 1 weist das Rillenkugellager 14 einen separaten Außenring 22 auf, ansonsten entspricht der Aufbau von 2 denjenigen von 1. Dementsprechend gelten alle Ausführungen in Bezug auf 1 fort. Der Außenring 22 bietet den Vorteil, dass ein vormontiertes Rillenkugellager verwendet werden kann, das in das Antriebsrad 5 eingepresst wird.
• Bezugszeichenliste

1

Getriebe

2

Getriebeeingangswelle

3

Getriebeeingangswelle

4

Kupplungsnabe

5

Antriebsrad

6

Mitnahmenocken

7

Zahn

8

Pumpenrad

9

Ölpumpe

10

Zapfen

12

Bauteil

14

Rillenkugellager

16

Innenring

18

Kugel

20

Lagerkäfig

22

Außenring

Claims (14)

1. Getriebeanordnung (1) mit wenigstens einer Getriebeeingangswelle (2, 3), einer Kupplungsanordnung zum Verbinden der wenigstens einen Getriebeeingangswelle (2, 3) mit einer Antriebseinheit, und einer Ölpumpe (9), wobei ein Antriebsrad (5) der Ölpumpe (9) mit einem antreibenden Bauteil (4) der Kupplungsanordnung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (5) der Ölpumpe (9) an einem gehäusefesten Zapfen (10) mit einem Kugellager (14) gelagert ist.
2. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (5) der Ölpumpe (9) Mitnahmenocken (6) aufweist, die in Nuten am antreibenden Bauteil (4) der Kupplungsanordnung eingreifen.
3. Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das antreibende Bauteil der Kupplungsanordnung die Kupplungsnabe (4) ist.
4. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (5) eine Außenverzahnung (7) aufweist, die mit der Verzahnung eines Pumpenrades (8) in Eingriff steht.
5. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (5) den Außenring des Kugellagers (14) bildet.
6. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (18) des Kugellagers (14) mit einem Lagerkäfig (20) geführt sind.
7. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gehäusefeste Zapfen (10) Teil eines am Getriebegehäuse befestigten Bauteils (12) ist.
8. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (18) des Kugellagers (14) bei Raumtemperatur ein Spiel von mehr als 50 µm aufweisen.
9. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (18) des Kugellagers (14) bei Raumtemperatur ein Spiel von mehr als 100 µm aufweisen.
10. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (18) des Kugellagers (14) bei Raumtemperatur ein Spiel von weniger als 150 µm aufweisen.
11. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (18) des Kugellagers (14) bei Raumtemperatur ein Spiel von weniger als 130 µm aufweisen.
12. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (9) als Flügelzellenpumpe ausgestaltet ist.
13. Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe ausgestaltet ist.
14. Kraftfahrzeug mit einer Getriebeanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.

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