DE102017213413A1

DE102017213413A1 - Ölpumpenantrieb

Info

Publication number: DE102017213413A1
Application number: DE102017213413.5A
Authority: DE
Inventors: Florian Pöhnlein
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2019-02-07

Abstract

Es wird ein Ölpumpenantrieb für eine Ölpumpe (1) eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor (2) aufweist vorgeschlagen, umfassend einen koaxial zur Ölpumpe (1) und zum Elektromotor (2) angeordneten Planetenradsatz (3) mit einem Sonnenrad (4), einem Steg (5) und einem Hohlrad (6), wobei das Sonnenrad (4) des Planetenradsatzes (3) über eine Elektromotorwelle (8) mit einem Rotor des Elektromotors (2) wirkverbunden ist, wobei das Hohlrad (6) des Planetenradsatzes (3) mit einem Abtriebsrad (7) drehfest verbunden oder wirkverbunden ist, welches mit einem mit einer Motorwelle des Verbrennungsmotors wirkverbundenen Antriebsrad (10) kämmt, wobei der Steg (5) des Planetenradsatzes (3) mit einer Pumpeneingangswelle (9) der Ölpumpe (1) wirkverbunden ist, wobei das Abtriebsrad (7) radial betrachtet oberhalb des Hohlrades (6) angeordnet ist und wobei das Hohlrad (6) und das Abtriebsrad (7) über ein Anbindungselement (14), welches koaxial zur Elektromotorwelle (8) angeordnet ist, mittels einer gemeinsamen Lagerung (15) in einem Gehäuse (13) des Elektromotors (2) radial betrachtet oberhalb der Lagerung (16) der Elektromotorwelle (8) gelagert sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölpumpenantrieb für eine Ölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, welches zumindest einen Elektromotor und einen weiteren Motor aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2014 200 328 A1 der Anmelderin ist ein Ölpumpenantrieb für eine achsparallel zur Getriebeeingangswelle angeordnete, leistungsverzweigte Ölpumpe bekannt. Hierbei sind das Sonnenrad eines Planetenradsatzes über die Getriebeeingangswelle mit einem Verbrennungsmotor, der Steg des Planetenradsatzes mit einem Elektromotor und das Hohlrad mit der Pumpeneingangswelle wirkverbunden. Bei dem bekannten Ölpumpenantrieb ist vorgesehen, dass die Stegwelle in einem Ölpumpen-Frontflansch gelagert ist, wobei die Lagerung der Seitenwelle des Elektromotors mittels Los- und Festlager in einer Zwischenplatte des Fahrzeuggetriebes erfolgt.
Aus der DE 10 2011 088 060 A1 der Anmelderin geht eine Pumpeneinheit mit einer leistungsverzweigten Pumpe, d.h. einer von einem Verbrennungsmotor und/oder einem Elektromotor antreibbaren Pumpe hervor, bei der der Stator des Elektromotors in das Pumpengehäuse eingebettet ist. Ein Planetenradsatz, der einen ersten über eine Antriebswelle verbrennungsmotorisch gespeisten Antriebsstrang und einen zweiten über den Elektromotor gespeisten Antriebsstrang mechanisch auf eine Pumpenwelle koppelt, umfasst ein mittels eines Lagers drehbar auf der Pumpenwelle gelagertes Sonnenrad, ein Hohlrad sowie einen mit Planetenrädern versehenen Planetenträger, der drehfest auf der Pumpenwelle montiert ist.
Ferner geht aus der DE 10 2011 013 487 A1 ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und mit einer Getriebeölpumpe hervor, wobei ein bewegliches Bauteil der Getriebeölpumpe mit einer Summenwelle eines Planetengetriebes gekoppelt ist, von dem eine erste Antriebswelle von einem Verbrennungsmotor antreibbar ist und von dem eine zweite Antriebswelle von einem Elektromotor antreibbar ist. Hierbei ist zwischen einem der Antriebe oder zwischen einer mit einem Antrieb gekoppelten Welle und einem weiteren Element, welches ein Gehäuse des Getriebes oder des Elektromotors ist, ein Freilauf vorgesehen. Das bewegliche Bauteil der Getriebeölpumpe kann mit einem Planetenträger des Planetengetriebes gekoppelt sein, wobei das Hohlrad des Planetengetriebes vom Verbrennungsmotor und das Sonnenrad vom Elektromotor antreibbar sind; ein Abtriebsrad der Verbrennungsmotors und das Hohlrad eines Planetengetriebes können hierbei axial verschachtelt angeordnet sein.
Aus der DE 60 214 942 T2 geht eine Hydraulikgetriebepumpenanordnung hervor, mit einer Pumpe, einem funktionsmäßig mit der Pumpe verbundenen Elektromotor und einer zwischen einem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor eingesetzte Differentialgetriebeanordnung hervor, wobei das Differentialgetriebe ein Hohlrad, ein Sonnenrad und einen Planetenträger umfasst und wobei das Differentialgetriebe, die Pumpe und der Elektromotor gemeinsam entlang einer gemeinsamen angetriebenen Welle angeordnet sind und funktionsmäßig miteinander verbunden sind.
Bei der bekannten Hydraulikgetriebepumpenanordnung ist vorgesehen, dass das Differentialgetriebe ein Antriebszahnrad umfasst, das funktionsmäßig mit dem Verbrennungsmotor und dem Hohlrad verbunden ist, wobei das Sonnenrad über das Differentialgetriebe in angetriebenem Verhältnis funktionsmäßig mit dem Hohlrad verbunden ist und wobei eine Abtriebswelle des Elektromotors über das Sonnenrad, einen Trägerrahmen und den Planetenträger mit einem inneren Pumpenzahnradelement der Pumpe verbunden ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Ölpumpenantrieb für eine Ölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welches zumindest einen Elektromotor und einen weiteren Motor aufweist. Der weitere Motor kann als Verbrennungsmotor oder als Elektromotor ausgebildet sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Ölpumpenantrieb für eine Ölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, welches mehrere Motoren, davon zumindest ein Elektromotor, aufweist, vorgeschlagen, welcher einen koaxial zur Ölpumpe und zum Elektromotor angeordneten Planetenradsatz mit einem Sonnenrad, einem Steg und einem Hohlrad umfasst, wobei axial betrachtet der Elektromotor, der Planetenradsatz und die Pumpe vorzugsweise in der Reihenfolge Elektromotor, Planetenradsatz, Pumpe angeordnet sind, wobei das Sonnenrad des Planetenradsatzes über eine Elektromotorwelle mit dem Rotor des Elektromotors wirkverbunden ist, das Hohlrad des Planetenradsatzes mit einem Abtriebsrad drehfest verbunden oder wirkverbunden ist, welches mit einem mit einer Motorwelle des Verbrennungsmotors wirkverbundenen Antriebsrad kämmt, und wobei der Steg des Planetenradsatzes mit einer Pumpeneingangswelle wirkverbunden ist.
Hierbei ist das Abtriebsrad radial betrachtet oberhalb des Hohlrades angeordnet, wobei das Hohlrad und das Abtriebsrad über ein Anbindungselement, welches koaxial zur Elektromotorwelle angeordnet ist, mittels einer gemeinsamen Lagerung in einem Gehäuse des Elektromotors radial betrachtet oberhalb der Lagerung der Elektromotorwelle gelagert sind.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist das Hohlrad des Planetenradsatzes mit dem Abtriebsrad und dem Anbindungselement drehfest verbunden ist. Hierbei ergibt sich vorzugsweise radial von der Elektromotorwelle (8) aus betrachtet die Reihenfolge Lagerung der Elektromotorwelle, Anbindungselement, Lagerung des Hohlrades und des Abtriebsrades. Bei dieser Ausgestaltung sind das Hohlrad und das Abtriebsrad radial betrachtet übereinander angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Hohlrad über das Anbindungselement mit dem Abtriebsrad wirkverbunden, wobei das Abtriebsrad drehfest mit dem Anbindungselement verbunden ist. Hierbei können auch die Lagerung des Sonnenrades und der Elektromotorwelle in das Gehäuse des Elektromotors integriert sein, wobei sich radial von der Elektromotorwelle aus betrachtet die Reihenfolge Lagerung der Elektromotorwelle Lagerung des Hohlrades und des Abtriebsrades, Anbindungselement ergibt.
Durch die radiale Verschachtelung von Hohlrad und Abtriebsrad und die radiale Verschachtelung der Lagerstelle des Hohl-und Abtriebsrades und der Lagerstelle der Elektromotorwelle wird die erforderliche axiale Baulänge in vorteilhafter Weise verkürzt. Ferner wird die erforderliche axiale Baulänge durch die Anordnung der gemeinsamen Lagerung von Hohlrad und Abtriebsrad im Gehäuse des Elektromotors zusätzlich verkürzt. Zudem wird durch die erfindungsgemäße Konzeption eine sehr gute Lagerung des Hohlrades zum Sonnenrad gewährleistet.
Der Planetenradsatz ist vorzugsweise als Minus-Planetenradsatz ausgeführt, wobei die am Steg gelagerten Planetenräder sowohl mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad in Zahneingriff stehen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bauteile. Es zeigen:

1: Eine schematische Ansicht des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Pumpenantriebs;
2: Eine schematische Schnittansicht eines Teils einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pumpenantriebs; und
3: Eine schematische Schnittansicht eines Teils einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pumpenantriebs.

Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 1 umfasst der Ölpumpenantrieb für eine Ölpumpe 1 eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, welches einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor 2 bzw. eine elektrische Maschine aufweist, einen koaxial zur Ölpumpe 1 und zum Elektromotor 2 angeordneten Planetenradsatz 3 mit einem Sonnenrad 4, einem Steg 5 und einem Hohlrad 6. Die Ölpumpe 1 kann beispielsweise als Flügelzellenpumpe mit konstantem Fördervolumen, als Verstellpumpe mit variablem Hubvolumen, als Innenzahnradpumpe, als Rollenzellenpumpe oder als Pendelschieberpumpe ausgeführt sein.
Axial betrachtet sind der Elektromotor 2, der Planetenradsatz 3 und die Ölpumpe 1 vorzugsweise in der Reihenfolge Elektromotor 2, Planetenradsatz 3, Ölpumpe 1 angeordnet. Der Elektromotor 2 ist koaxial zum Planetenradsatz 3 und zur Ölpumpe 1 angeordnet. In 1 ist ein mit dem Verbrennungsmotor mittels eines Antriebsrads wirkverbundenes Abtriebsrad 7 dargestellt. Der Verbrennungsmotor bzw. die Motorwelle des Verbrennungsmotors kann beliebig, beispielsweise koaxial oder achsparallel zu der Elektromotorwelle angeordnet sein.
Wie 1 zu entnehmen, ist das Sonnenrad 4 des Planetenradsatzes 3 über eine Elektromotorwelle 8 mit dem Rotor des Elektromotors 2 wirkverbunden, wobei das Hohlrad 6 des Planetenradsatzes 3 mit dem Abtriebsrad 7 drehfest verbunden ist, welches mit einem mit einer Motorwelle des Verbrennungsmotors wirkverbundenen Antriebsrad 10 kämmt und wobei der Steg 5 des Planetenradsatzes 3 mit einer Pumpeneingangswelle 9 der Ölpumpe 1 wirkverbunden ist.
In 2 ist mit dem Bezugszeichen 11 das Pumpengehäuse der Ölpumpe 1 bezeichnet, wobei ein Planetenrad mit dem Bezugszeichen 12 und das Gehäuse des Elektromotors 2 mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet ist.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 2 sind das Hohlrad 6 und das Abtriebsrad 7 radial betrachtet übereinander angeordnet und über ein drehfest mit dem Hohlrad 6 verbundenes Anbindungselement 14, welches koaxial zur Elektromotorwelle 8 angeordnet ist, mittels einer gemeinsamen Lagerung 15 im Gehäuse 13 des Elektromotors 2 radial betrachtet oberhalb der Lagerung 16 der Elektromotorwelle 8 gelagert. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ergibt sich radial von der Elektromotorwelle 8 aus betrachtet die Reihenfolge Lagerung der Elektromotorwelle 16, Anbindungselement 14, Lagerung 15 des Hohlrades 6 und des Abtriebsrades 7.
In vorteilhafter Weise ist die entsprechende erforderliche Bauteilgestaltung des Gehäuses 13 des Elektromotors 2 und des Anbindungselementes 14 kostengünstig.
Gegenstand der 3 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, welche sich von der Ausgestaltung nach 2 dadurch unterscheidet, dass die Lagerung des Sonnenrades 4 und der Elektromotorwelle 8 in das Gehäuse 13 des Elektromotors 2 integriert sind, wobei sich radial von der Elektromotorwelle 8 aus betrachtet die Reihenfolge Lagerung der Elektromotorwelle 16, Lagerung 15 des Hohlrades 6 und des Abtriebsrades 7, Anbindungselement 14 ergibt. Gemäß der Erfindung wird hierbei eine radiale Freimachung des Hohlrades 6 realisiert; in 3 ist eine Außenverzahnung des Hohlrades 6 mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet. Das Hohlrad 6 ist über das Anbindungselement 14 mit dem Abtriebsrad 7 wirkverbunden, wobei das Abtriebsrad 7 drehfest mit dem Anbindungselement 14 verbunden ist.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption kann in vorteilhafter Weise der Verbrennungsmotor bzw. dessen Motorwelle beliebig angeordnet werden.
Bezugszeichenliste

1: Ölpumpe
2: Elektromotor
3: Planetenradsatz
4: Sonnenrad
5: Steg
6: Hohlrad
7: Abtriebsrad
8: Elektromotorwelle
9: Pumpeneingangswelle
10: Antriebsrad
11: Pumpengehäuse
12: Planetenrad
13: Gehäuse des Elektromotors 2
14: Anbindungselement
15: Lagerung
16: Lagerung
17: Außenverzahnung des Hohlrades 6

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014200328 A1 [0002]
DE 102011088060 A1 [0003]
DE 102011013487 A1 [0004]
DE 60214942 T2 [0005]

Claims

Ölpumpenantrieb für eine Ölpumpe (1) eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, welches zumindest einen Elektromotor (2) und einen weiteren Motor aufweist, umfassend einen koaxial zur Ölpumpe (1) und zum Elektromotor (2) angeordneten Planetenradsatz (3) mit einem Sonnenrad (4), einem Steg (5) und einem Hohlrad (6), wobei das Sonnenrad (4) des Planetenradsatzes (3) über eine Elektromotorwelle (8) mit einem Rotor des Elektromotors (2) wirkverbunden ist, wobei das Hohlrad (6) des Planetenradsatzes (3) mit einem Abtriebsrad (7) drehfest verbunden oder wirkverbunden ist, welches mit einem mit einer Motorwelle des Verbrennungsmotors wirkverbundenen Antriebsrad (10) kämmt, wobei der Steg (5) des Planetenradsatzes (3) mit einer Pumpeneingangswelle (9) der Ölpumpe (1) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (7) radial betrachtet oberhalb des Hohlrades (6) angeordnet ist, wobei das Hohlrad (6) und das Abtriebsrad (7) über ein Anbindungselement (14), welches koaxial zur Elektromotorwelle (8) angeordnet ist, mittels einer gemeinsamen Lagerung (15) in einem Gehäuse (13) des Elektromotors (2) radial betrachtet oberhalb der Lagerung (16) der Elektromotorwelle (8) gelagert sind.
Ölpumpenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (6) des Planetenradsatzes (3) mit dem Abtriebsrad (7) und dem Anbindungselement (14) drehfest verbunden ist.
Ölpumpenantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich radial von der Elektromotorwelle (8) aus betrachtet die Reihenfolge Lagerung der Elektromotorwelle (16), Anbindungselement (14), Lagerung (15) des Hohlrades (6) und des Abtriebsrades (7) ergibt.
Ölpumpenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (6) über das Anbindungselement (14) mit dem Abtriebsrad (7) wirkverbunden ist, wobei das Abtriebsrad (7) drehfest mit dem Anbindungselement (14) verbunden ist.
Ölpumpenantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des Sonnenrades (4) und der Elektromotorwelle (8) in das Gehäuse (13) des Elektromotors (2) integriert sind.
Ölpumpenantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich radial von der Elektromotorwelle (8) aus betrachtet die Reihenfolge Lagerung der Elektromotorwelle (16), Lagerung (15) des Hohlrades (6) und des Abtriebsrades (7), Anbindungselement (14) ergibt.
Ölpumpenantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2), der Planetenradsatz (3) und die Ölpumpe (1) in der Reihenfolge Elektromotor (2), Planetenradsatz (3), Ölpumpe (1) angeordnet sind.
Ölpumpenantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle des weiteren Motors koaxial oder achsparallel zu der Elektromotorwelle (8) des Elektromotors (2) angeordnet ist.
Ölpumpenantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Motor als Elektromotor oder als Verbrennungsmotor ausgebildet ist.
Ölpumpenantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (1) als Flügelzellenpumpe mit konstantem Fördervolumen, als Verstellpumpe mit variablem Hubvolumen, als Innenzahnradpumpe, als Rollenzellenpumpe oder als Pendelschieberpumpe ausgeführt ist.