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Die Erfindung betrifft einen Pumpenantrieb für ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem ersten Antriebsstrang zum triebtechnischen Verbinden einer Kraftfahrzeugantriebseinrichtung mit einer Pumpe und einem zweiten Antriebsstrang zum triebtechnischen Verbinden einer elektrischen Maschine mit der Pumpe.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem Pumpenantrieb. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeuggetriebe oder einem Pumpenantrieb.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Kraftfahrzeuggetrieben bekannt, die eine innerhalb eines Hohlraums des Kraftfahrzeuggetriebes angeordnete Ölpumpe aufweisen. Dabei ist bekannt, dass die Ölpumpe durch zwei voneinander getrennt ausgebildete Antriebsstränge angetrieben wird. Dabei kann eine Kraftmaschine mittels eines ersten Antriebsstrangs mit der Ölpumpe triebtechnisch verbunden sein. Ein Zusatzmotor kann mittels eines zweiten Antriebsstrangs mit der Ölpumpe triebtechnisch verbunden sein. Ein derart ausgebildeter Pumpenantrieb ist aus der
DE 10 2011 114 231 A1 bekannt.
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Bei dem bekannten Pumpenantrieb ist im ersten Antriebsstrang eine Einwegkupplung zwischen einer Pumpennabe und einem ersten Antriebszahnrad geschaltet. Nachteilig an der bekannten Ausführung ist, dass der Freilauf den Außendurchmesser der Pumpennabe und/oder der Getriebeeingangswelle begrenzt. So kann der Freilauf nicht bei Ausführungen eingesetzt werden, bei denen die Getriebeeingangswelle und/oder die Pumpennabe einen großen Außendurchmesser aufweist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen Pumpenantrieb bereitzustellen, bei dem ein Sperren des ersten Antriebsstrangs auch dann realisiert werden kann, wenn die Getriebeeingangswelle einen großen Außendurchmesser aufweist.
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Die Aufgabe wird durch einen Pumpenantrieb der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Antriebsstrang ein erstes Zahnrad, ein zweites Zahnrad und ein drittes Zahnrad aufweist, die triebtechnisch miteinander verbunden sind, und dass das zweite Zahnrad dem ersten Zahnrad triebtechnisch nachgeschaltet und dem dritten Zahnrad triebtechnisch vorgeschaltet ist, wobei ein Freilauf vorhanden ist, der bei einem Sperrzustand ein Drehen des zweiten Zahnrads verhindert.
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Der erfindungsgemäße Pumpenantrieb weist den Vorteil auf, dass durch Vorsehen des zweiten Zahnrads und des Freilaufs der Durchmesser der Getriebeeingangswelle groß dimensioniert werden kann, weil für die Dimensionierung der Getriebeeingangswelle keine Rücksicht auf den Freilauf genommen werden muss. Darüber hinaus kann mittels des Freilaufs ein Blockieren des ersten Antriebsstrangs realisiert werden, wenn die Pumpe rein elektrisch betrieben wird, was insofern vorteilhaft ist, dass die Bestandteile des ersten Antriebsstrangs durch die elektrische Maschine nicht angetrieben werden. Außerdem kann als Freilauf ein Standardbauteil verwendet werden, was die Kosten des Pumpenantriebs gering hält. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das zweite Zahnrad mit Ausnahme des ersten und dritten Zahnrads mit keinen weiteren Bauteilen direkt triebtechnisch verbunden sein kann, was den Einbau des Freilaufs vereinfacht.
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Die elektrische Maschine besteht zumindest aus einem Stator und einem drehbar gelagerten Rotor und ist in einem motorischen Betrieb dazu eingerichtet, elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehzahl und Drehmoment zu wandeln, sowie in einem generatorischen Betrieb mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Strom und Spannung zu wandeln. Der Rotor kann mit einer Rotorwelle drehfest verbunden und/oder an der Rotorwelle angebracht sein.
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Die Pumpe kann eine im Kraftfahrzeuggetriebe vorhandene Ölpumpe sein und/oder zum Fördern von Öl innerhalb des Kraftfahrzeuggetriebes dienen. Die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung kann einen Verbrennungsmotor und/oder eine weitere elektrische Maschine aufweisen.
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Bei einer besonderen Ausführung können der Freilauf und das zweite Zahnrad koaxial zueinander angeordnet sein. Insbesondere kann der Freilauf unter dem zweiten Zahnrad angeordnet sein. Dies bedeutet, dass der Freilauf in radialer Richtung näher zu einer Mittelachse des zweiten Zahnrads angeordnet ist als die Verzahnung des zweiten Zahnrads. Dabei kann der Freilauf in einer Aussparung des zweiten Zahnrads angeordnet sein. Insbesondere kann der Freilauf in derselben Aussparung angeordnet sein wie ein Lager zum Lagern des zweiten Zahnrads. Durch das Anordnen des Freilaufs in dem zweiten Zahnrad, insbesondere unter dem zweiten Zahnrad, kann ein zweites Zahnrad mit Freilauf realisiert werden, das wenig Bauraum benötigt.
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Der Freilauf kann derart ausgebildet sein, dass er sperrt, wenn die Pumpe ausschließlich mittels der elektrischen Maschine angetrieben wird. Bei diesem Fall kann sich das Zahnrad mittels des Freilaufs und/oder des Lagers beispielsweise an einem ortsfesten, nicht drehbaren Gehäuseteil des Kraftfahrzeuggetriebes oder des Kraftfahrzeugs abstützen. Insbesondere können die bei einem elektrischen Betrieb auftretenden Abstützmomente mittels des Freilaufs im Kraftfahrzeuggetriebe oder Kraftfahrzeug abgestützt werden. Der Freilauf befindet sich nicht im Sperrzustand und sperrt somit nicht, wenn die Pumpe durch die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung allein oder gemeinsam durch die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung und die elektrische Maschine angetrieben wird.
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Bei einer besonderen Ausführung kann der Freilauf als ein Komplettfreilauf ausgeführt sein. Ein Komplettfreilauf weist neben dem Freilauf ein Lager auf. Dabei kann der Komplettfreilauf als eine einzige Baueinheit ausgebildet sein, die in die Aussparung des zweiten Zahnrads eingebracht wird. Dadurch wird nur ein Arbeitsschritt zum Einbringen des Freilaufs und des Lagers in die Aussparung des zweiten Zahnrads benötigt. Der Freilauf kann als Klemmkörperfreilauf ausgeführt sein. Alternativ kann der Freilauf als Klemmrollenfreilauf ausgeführt sein.
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Der erste Antriebsstrang kann derart ausgebildet sein, dass die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung mit dem ersten Zahnrad triebtechnisch verbindbar oder verbunden ist. Dabei kann die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung mit dem ersten Zahnrad triebtechnisch verbindbar sein, wenn eine Kupplung zwischen der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung und dem ersten Zahnrad angeordnet ist. Dagegen kann die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung mit dem ersten Zahnrad triebtechnisch verbunden sein, wenn zwischen der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung und dem ersten Zahnrad keine Kupplung angeordnet ist.
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Das zweite Zahnrad kann in Eingriff mit dem ersten Zahnrad und dem dritten Zahnrad sein. Dabei können das erste, zweite und dritte Zahnrad jeweils als Stirnrad mit einer Außenverzahnung ausgebildet sein. Alternativ kann das erste Zahnrad mittels eines ersten Zugmittels, wie beispielsweise einer ersten Kette, mit dem zweiten Zahnrad, insbesondere stets, triebtechnisch verbunden sein. Das zweite Zahnrad kann mittels eines zweiten Zugmittels, wie beispielsweise einer zweiten Kette, mit dem dritten Zahnrad, insbesondere stets, triebtechnisch verbunden sein. Im Ergebnis wird ein einfach ausgebildeter erster Antriebsstrang realisiert, mittels dem sichergestellt wird, dass die von der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung bereitgestellte Leistung an die Pumpe übertragen wird.
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Bei einer besonderen Ausführung können der erste Antriebsstrang und der zweite Antriebsstrang mittels eines Summiergetriebes mit der Pumpe triebtechnisch verbunden sein. Dadurch ist eine Zuführung der durch die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung und die elektrische Maschine bereitgestellten Leistungen an die Pumpe auf einfache Weise möglich. Das Summiergetriebe kann einen Planetenradsatz aufweisen oder als Planetenradsatz ausgeführt sein. Dabei kann ein Radsatzelement des Planetenradsatzes mit dem dritten Zahnrad drehfest verbunden sein. Der zweite Antriebsstrang kann die Rotorwelle aufweisen, die mit einem anderen Radsatzelement des Planetenradsatzes drehfest verbunden ist.
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Als drehfeste Verbindung wird eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die beiden, miteinander verbundenen Bauteile stets die gleiche Drehzahl aufweisen. Dies ist nicht der Fall, wenn beispielsweise zwischen den beiden miteinander verbundenen Bauteilen ein Schaltelement angeordnet ist, das sich im geöffneten Zustand befindet.
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Unter einer Welle ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden.
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Ein weiteres Radsatzelement des Planetenradsatzes kann mit einer Pumpenwelle der Pumpe drehfest verbunden sein. Beim Betrieb des Pumpenantriebs wird das weitere Radsatzelement durch das Radsatzelement und/oder das andere Radsatzelement angetrieben.
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Von besonderem Vorteil ist ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem erfindungsgemäßen Pumpenantrieb. Dabei kann das Kraftfahrzeuggetriebe ein Getriebe aufweisen. Das Getriebe kann ein Automatgetriebe sein. Insbesondere kann das Getriebe mehrere Radsätze und/oder mehrere Schaltelemente aufweisen, mittels denen mehrere Gänge mit unterschiedlichen Übersetzungen zwischen der Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle des Getriebes realisierbar sind. Die Getriebeeingangswelle kann mit den Radsätzen triebtechnisch verbunden oder triebtechnisch verbindbar sein. Die unterschiedlichen Gänge können durch Schließen eines oder mehrerer Schaltelemente realisiert werden.
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Zudem kann die Getriebeeingangswelle mit dem ersten Zahnrad drehfest verbunden sein. Darüber hinaus kann die Getriebeeingangswelle mit der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung, insbesondere übersetzungsfrei, triebtechnisch verbindbar oder verbunden sein. Insbesondere kann die Getriebeeingangswelle mittels der Kupplung mit der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung triebtechnisch verbindbar sein.
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Von besonderem Vorteil ist auch ein Kraftfahrzeug mit der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung, einem erfindungsgemäßen Pumpenantrieb oder einem Kraftfahrzeuggetriebe. Die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung kann mittels des ersten Antriebsstrangs mit der Pumpe triebtechnisch verbindbar oder verbunden sein. Die elektrische Maschine kann mittels des zweiten Antriebsstrangs mit der Pumpe triebtechnisch verbunden sein.
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In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
- 1 ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem erfindungsgemäßen Pumpenantrieb gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Pumpenantriebs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3 eine Vorderansicht auf den Pumpenantrieb gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 4 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie A-A aus 3,
- 5 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie B-B aus 3.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeuggetriebe 2 mit einem Pumpenantrieb 1. Der Pumpenantrieb 1 weist einen ersten Antriebsstrang 3 zum triebtechnischen Verbinden einer Kraftfahrzeugantriebseinrichtung 4 mit einer Pumpe 5 und einen zweiten Antriebsstrang 6 zum triebtechnischen Verbinden einer elektrischen Maschine 7 mit der Pumpe 5 auf. Der erste Antriebsstrang 3 weist ein erstes Zahnrad 9, ein zweites Zahnrad 10 und ein drittes Zahnrad 11 auf, die triebtechnisch miteinander verbunden sind. Dabei ist das zweite Zahnrad 10 derart angeordnet, dass es dem ersten Zahnrad 9 bei einem alleinigen Betrieb durch die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung 4 triebtechnisch nachgeschaltet und dem dritten Zahnrad 11 triebtechnisch vorgestaltet ist. Darüber hinaus ist ein Freilauf 12 vorhanden, der bei einem Sperrzustand ein Sperren des zweiten Zahnrads 10 bewirkt. Im Sperrzustand des Freilaufs 12 kann sich das zweite Zahnrad 10 nicht drehen.
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Der Freilauf 12 ist koaxial zu dem zweiten Zahnrad 10 angeordnet. Darüber hinaus ist der Freilauf 12 in radialer Richtung bezogen auf eine Mittelachse des zweiten Zahnrads 10 unterhalb des zweiten Zahnrads 10 angeordnet. Der Freilauf 12 ist in einer Aussparung des zweiten Zahnrads 10 angeordnet sein und/oder kann als Komplettfreilauf ausgeführt sein. Das erste Zahnrad 9, das zweite Zahnrad 10 und das dritte Zahnrad 11 sind zueinander achsparallel versetzt angeordnet. Dabei ist das zweite Zahnrad 10 in Eingriff mit dem ersten Zahnrad 9 und dem dritten Zahnrad 11. Darüber hinaus ist das zweite Zahnrad 10 mit keinen zusätzlichen Bauteilen direkt triebtechnisch verbunden. Das dritte Zahnrad 11 kann mittels eines Lagers 18 an einem Gehäuse 19 abgestützt sein. Bei dem Gehäuse 19 kann es sich um ein Gehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes 2 oder eines Kraftfahrzeugs 15 handeln.
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Die elektrische Maschine 7 und die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung 4 sind mittels eines Summiergetriebes 8 mit der Pumpe 5 triebtechnisch verbunden. Das Summiergetriebe 8 kann als nicht dargestellter Planetenradsatz ausgeführt sein. Dabei kann ein Radsatzelement des Planetenradsatzes mit dem dritten Zahnrad 11 drehfest verbunden sein. Ein anderes Radsatzelement des Planetenradsatzes kann mit einer Rotorwelle 13 des zweiten Antriebsstrangs 3 drehfest verbunden sein. Ein weiteres Radsatzelement des Planetenradsatzes kann mit einer Pumpenwelle 14 der Pumpe 5 drehfest verbunden sein. Die Rotorwelle 13 ist an ihrem von dem Summiergetriebe 8 entfernten Ende mit einem nicht dargestellten Rotor der elektrischen Maschine 7 drehfest verbunden.
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Das Kraftfahrzeuggetriebe 2 weist zusätzlich zu dem Pumpenantrieb 1 ein Getriebe 16 auf. Das Getriebe 16 weist eine Getriebeeingangswelle 17, eine Getriebeausgangswelle 22 und mehrere in den Figuren nicht dargestellte Schaltelemente und/oder Radsätze auf, mittels denen unterschiedliche Gänge mit unterschiedlichen Übersetzungen zwischen der Getriebeeingangswelle 17 und einer Getriebeausgangswelle 22 des Getriebes 16 realisiert werden können. Die Getriebeeingangswelle 17 kann mit den Schaltelementen und/oder Radsätzen triebtechnisch verbunden oder verbindbar sein. Das erste Zahnrad 9 ist mit der Getriebeeingangswelle 17 drehfest verbunden. Darüber hinaus ist die Getriebeeingangswelle 17 mittels einer Kupplung 23 mit der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung 4 triebtechnisch verbindbar.
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Der Pumpenantrieb 1 ist Bestandteil des Kraftfahrzeuggetriebes 2, das in einem Kraftfahrzeug 15 eingebaut ist.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Pumpenantriebs 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und 3 zeigt eine Vorderansicht auf den Pumpenantrieb 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind das erste Zahnrad 9 und ein Teil des zweiten Zahnrads 10 in einer Ausnehmung 24 eines Gehäuseteils 20 angeordnet. Das Gehäuseteil 20 ist Bestandteil eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuggetriebegehäuses und ist derart ausgebildet und angeordnet, dass es sich beim Betrieb des Kraftfahrzeuggetriebes 2 nicht bewegt, insbesondere nicht dreht. Das erste, zweite und dritte Zahnrad 9, 10, 11 weisen jeweils eine Außenverzahnung auf.
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4 zeigt eine Seitenschnittansicht des Pumpenantriebs 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entlang der Linie A-A aus 3. Das Gehäuseteil 20 weist einen vorstehenden Zapfen 21 auf, auf dem der Freilauf 12 angeordnet ist. Bei dem Sperrzustand des Freilaufs 12 stützt sich der Freilauf 12 an dem Zapfen 21 ab und verhindert damit ein Drehen des zweiten Zahnrads 10.
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5 zeigt eine Seitenschnittansicht des Pumpenantriebs 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entlang der Linie B-B aus 3. Aus 5 ist ersichtlich, dass die Rotorwelle 13 mit einem Sonnenrad des Planetenradsatzes drehfest verbunden ist. Das dritte Zahnrad 11 ist mit einem Hohlrad des Planetenradsatzes drehfest verbunden. Der Steg des Planetenradsatzes ist mit der Pumpenwelle 14 der Pumpe 5 drehfest verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pumpenantrieb
- 2
- Kraftfahrzeuggetriebe
- 3
- erster Antriebsstrang
- 4
- Kraftfahrzeugantriebseinrichtung
- 5
- Pumpe
- 6
- zweite Antriebsstrang
- 7
- elektrische Maschine
- 8
- Summiergetriebe
- 9
- erstes Zahnrad
- 10
- zweites Zahnrad
- 11
- drittes Zahnrad
- 12
- Freilauf
- 13
- Rotorwelle
- 14
- Pumpenwelle
- 15
- Kraftfahrzeug
- 16
- Getriebe
- 17
- Getriebeeingangswelle
- 18
- Lager
- 19
- Gehäuse
- 20
- Gehäuseteil
- 21
- Zapfen
- 22
- Getriebeausgangswelle
- 23
- Kupplung
- 24
- Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011114231 A1 [0003]
