DE102021204976A1

DE102021204976A1 - Pumpenanordnung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021204976A1
Application number: DE102021204976.1A
Authority: DE
Inventors: Maxim Seifert; Andreas Vogel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-05-18
Filing date: 2021-05-18
Publication date: 2022-11-24

Abstract

Pumpenanordnung (1) für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend- eine Pumpeneinrichtung (2) mit einem mit einer Pumpenwelle (3) verbindbaren Pumpenrad (4),- eine der Pumpeneinrichtung (2) zuordenbare oder zugeordnete Antriebseinrichtung (5) mit einem mit einer Antriebswelle (6) verbindbaren Antriebsrad (7), wobei das Antriebsrad (7) und das Pumpenrad drehmomentübertragbar oder drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei- das Antriebsrad (7) und/oder das Pumpenrad (4) einen ersten Abschnitt (8) der zumindest abschnittsweise aus einem ersten Material und einen zweiten Abschnitt (9) der zumindest abschnittsweise aus einem zweiten von dem ersten Material unterschiedlichen Material ausgebildet ist, umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Entsprechende Pumpenanordnungen für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs sind aus dem Stand der Technik dem Grunde nach bekannt. Allgemein besteht eine Anforderung für Fahrzeugkomponenten und insbesondere für eine in einem Kraftfahrzeug verbaute Getriebevorrichtung hinsichtlich des Gewichts und der Kosten der Baugruppe. Die in einem Kraftfahrzeug verbaute Getriebevorrichtung bildet einen Bestandteil des Antriebsstrangs zur Übertragung der in einem kraftfahrzeugseitigen Motor erzeugten Antriebsenergie bzw. Leistung des Motors auf die zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Räder.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpenanordnung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welche sich insbesondere durch ein geringes Gewicht sowie geringe Herstellkosten bei gleicher Funktionalität im Vergleich zu bisherigen Pumpenanordnungen auszeichnet.
Die Aufgabe wird durch eine Pumpenanordnung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen der Pumpenanordnung.
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend (a) eine Pumpeneinrichtung mit einem mit einer Pumpenwelle verbindbaren Pumpenrad und (b) eine der Pumpeneinrichtung zuordenbare oder zugeordnete Antriebseinrichtung mit einem mit einer Antriebswelle verbindbaren Antriebsrad, wobei das Antriebsrad und das Pumpenrad drehmomentübertragbar oder drehmomentübertragend miteinander verbunden sind. Die Pumpenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Antriebsrad und/oder das Pumpenrad einen ersten Abschnitt der zumindest abschnittsweise aus einem ersten Material und einen zweiten Abschnitt der zumindest abschnittsweise aus einem zweiten von dem ersten Material unterschiedlichen Material ausgebildet ist, umfasst. Die Funktion der Pumpenanordnung umfasst die Bereitstellung von einem Arbeitsfluid, typischerweise eines Getriebeöls, der Getriebevorrichtung. Durch die Drehmomentübertragung über das Antriebsrad auf das Pumpenrad wird Energie, insbesondere Bewegungsenergie, ausgehend von dem Antriebsrad auf das Pumpenrad und damit auf die Pumpeneinrichtung übertragen und zur Förderung eines Fluids bzw. zum Aufbau eines Fluiddrucks genutzt. Die Antriebswelle kann beispielsweise, insbesondere koaxial, mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet sein. Damit kann das verbrennungsmotorseitige Drehmoment vermittels der Kurbelwelle, z. B. durch Verbindung der Kurbelwelle mit der Antriebswelle auf das Antriebsrad übertragen werden. Das Antriebsrad überträgt das Drehmoment wiederum auf das Pumpenrad, welches mit einer Pumpenwelle wirkverbunden ist, wobei die Pumpenwelle die Ihr zugeführte Energie bzw. Leistung auf zu dem die Pumpenfunktion bzw. den Druckaufbau für ein zu förderndes Fluid ausführenden bzw. erzeugenden Elementen der Pumpeneinrichtung überträgt. Damit wird die motorseitige bereitgestellte Energie zumindest teilweise zur Erzeugung eines durch die Pumpenanordnung erzeugten Fluiddrucks bzw. einer Fluidförderung verwendet.
Dadurch, dass das Antriebsrad und/oder das Pumpenrad wenigstens aus zwei unterschiedlichen Materialen und damit als ein aus einem Materialverbund ausgebildetes Antriebs und/oder Pumpenrad ausgeführt ist, wird es ermöglicht eine in seinem Gewicht und/oder in den Herstellkosten reduzierte Pumpeneinrichtung zu schaffen. Einzelne durch Teilbereiche des Pumpenrads- und/oder Antriebsrads ausgeführte Funktionen können durch die entsprechende Materialwahl hinsichtlich des Gewichts optimiert werden.
Es ist möglich, dass die drehmomentübertragbare und/oder drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Antriebsrad und dem Pumpenrad zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, eine Zahnradverbindung umfasst, insbesondere weist das Antriebsrad und das Pumpenrad eine Verzahnung auf. Alternativ oder zusätzlich kann es zweckmäßig sein, dass die drehmomentübertragbare bzw. drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Antriebsrad und dem Pumpenrad zumindest abschnittsweise einen Riemen umfasst, insbesondere weist das Antriebsrad und/oder das Pumpenrad eine Riemenlauffläche zur Drehmomentübertragung vermittels des Riemens auf. In einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Variante kann es vorgesehen sein, dass die drehmomentübertragbare und/oder übertragende Verbindung zwischen dem Antriebsrad und dem Pumpenrad zumindest abschnittsweise eine Kette umfasst, insbesondere weist das Antriebsrad und/oder das Pumpenrad eine Ketteneingriffsfläche zur Drehmomentübertragung vermittels der Kette auf. Die Ketteneingriffsfläche kann Hervorhebungen umfassen, welche in korrespondierende Kettenausnehmungen eingreifen können. Typischerweise weist die antriebsrad- und/oder pumpenradseitige Ketteneingriffsfläche Zähne auf, welche in kettenseitige Freiräume bzw. Ausnehmungen zumindest abschnittsweise eingreifen zur Schaffung einer temporären Formschlussverbindung zur Übertragung eines Drehmoments von einem Antriebs- und/oder Pumpenrad auf die Kette oder umgekehrt.
Hierbei kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn die Zahnradverbindung zwischen dem Antriebsrad und dem Pumpenrad durch unmittelbaren Eingriff einer antriebsradseitigen Verzahnung und einer pumpenradseitigen Verzahnung erfolgt. Mit anderen Worten kann es zweckmäßig sein, dass das Antriebsrad und das Pumpenrad jeweils als Zahnrad ausgebildet sind und unmittelbar miteinander in Eingriff stehen bzw. die Zahnflanken des Antriebsrads und des Pumpenrads miteinander kämen. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Antriebsrad und das Pumpenrad über eine Riemenverbindung oder eine Kettenverbindung direkt miteinander verbunden sind. D. h. z. B., dass das Antriebsrad und das Pumpenrad mit einer Riemenlauffläche oder einer Ketteneingriffsfläche versehen sind.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Antriebsrad und das Pumpenrad nicht direkt bzw. nicht unmittelbar miteinander in Eingriff stehen, dies kann für eine Riemenverbindung, eine Kettenverbindung und/oder eine Zahnradverbindung zutreffen. Auch kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das Antriebsrad mit dem Pumpenrad über wenigstens ein Zwischenrad verbunden ist. Das Zwischenrad kann ein ausschließlich als Zahnrad und/oder als Riemenrad und/oder als Ketten(zahn)rad ausgebildet sein. Alternativ kann wenigstens ein Zwischenrad unterschiedlich ausgebildete Bereiche aufweisen. Ein erster Bereich kann beispielsweise zur drehmomentübertragenden Verbindung vermittels Riemen und ein zweiter Bereich zur drehmomentübertragenden Verbindung vermittels Zahnrad ausgebildet sein. Beispielsweise ist ein erster Bereich des Zwischenrads als Riemenlauffläche und damit als Riemenrad und ein zweiter, insbesondere koaxial versetzt platzierter, Bereich als Zahnradlauffläche zum Kämmen mit einer Zahnradstruktur und/oder einer Kette ausgebildet sein. Die beiden Bereiche können jeweils eine Spur des Zwischenrads bilden, so dass in einer ersten Spur eine Riemenverbindung mit einem Pumpen- oder Antriebs- oder einem weiteren Zwischenrad und in einer zweiten, insbesondere parallel zur ersten Spur angeordneten Spur, eine Ketten- oder Zahnradverbindung mit einem Pumpen- oder Antriebs- oder einem weiteren Zwischenrad erfolgten kann. Durch die Verwendung von wenigstens einem Zwischenrad, das Bereiche für unterschiedliche Drehmomentverbindungsarten umfasst, wird es ermöglicht, dass das Antriebsrad einen Verbindungsbereich mit einer ersten Drehmomentverbindungsart und das Pumpenrad einen Verbindungsbereich mit einer zweiten Drehmomentverbindungart umfasst. Zum Beispiel ist das Pumpenrad als ein mit einer Riemenlauffläche versehenes Riemenrad und das Antriebsrads als ein mit einer Zahnradstruktur versehenes Zahnrad ausgebildet. Durch das „dazwischengeschaltete“ Zwischenrad, das eine zum Pumpenrad zugeordnete Riemenlauffläche und zusätzlich eine dem Antriebsrad zugeordnete Zahnradlauffläche aufweist, kann eine Drehmomentverbindung über das Zwischenrad von unterschiedliche Drehmomentverbindungsarten aufweisenden Antriebsrad und Pumpenrad erfolgen.
Es ist möglich, dass das Antriebsrad und das Pumpenrad jeweils eine drehmomentübertragende Verzahnung aufweisen, wobei die Verzahnungen als Geradeverzahnung oder als Schrägverzahnung ausgebildet sind. Insbesondere eine Geradeverzahnung lässt sich unter geringem Fertigungsaufwand bzw. mit geringen Fertigungskosten für ein Antriebsrad und/oder ein Pumpenrad dessen Zahnkranz bzw. dessen Zahnradzähne aus Kunststoff ausgebildet sind realisieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt aus Metall, insbesondere aus Sintermetall, und der zweite Abschnitt aus Kunststoff, bevorzugt aus einem faserverstärkten Kunststoff, besonders bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist. Der erste Abschnitt kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. aus Sintermetall, gefertigt bzw. ausgebildet sein. Der zweite Abschnitt kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig aus Kunststoff, z. B. aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt bzw. ausgebildet sein. Insbesondere hat sich das Vorsehen eines glasfaserverstärkten oder eines kohlefaserverstärkten Kunststoffs als vorteilhaft zur zumindest abschnittsweisen, insbesondere vollständigen, Ausbildung des zweiten Abschnitts des Antriebs- und/oder Pumpenrads erwiesen.
Zumindest das wenigstens abschnittsweise, bevorzugt vollständig, aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärktem Kunststoff, bestehende Pumpenrad (z. B. Pumpenstirnrad) kann im bestimmungsgemäßen Gebrauch für eine Nenndrehzahl von maximal 6000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt von maximal 5500 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt von maximal 5000 Umdrehungen pro Minute ausgelegt bzw. vorgesehen sein. Die Maximale Drehzahl des Pumpenrads kann beispielsweise maximal 10000 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt maximal 9500 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt maximal 9000 Umdrehungen pro Minute, betragen.
Es ist möglich, dass der erste Abschnitt als Radnabe, insbesondere als ein eine Öffnung zur Aufnahme einer Welle geeigneter Radnabenbereich einer Radnabe, ausgebildet ist. Hierbei kann die Öffnung des ersten Abschnitts eines Antriebsrads eine Antriebswelle und/oder die Öffnung des ersten Abschnitts eines Pumpenrads eine Pumpenwelle in einer jeweiligen Ausnehmung/Öffnung des Radnabenbereichs bzw. der jeweiligen Radnabe zur Drehmomentübertragung aufnehmen. Beispielsweise ist der die Radnabe, insbesondere die Öffnung der Radnabe, bildende Bereich des ersten Abschnitts aus einem Metall, bevorzugt aus einem Sintermetall, hergestellt. Durch das Sintermetall weist der Bereich zur Drehmomenteinbringung in das Antriebs- und/oder Pumpenrad eine hohe Steifigkeit und Festigkeit auf, so dass zuverlässig eine Drehmomentübertragung ausführbar ist. Die Materialpaarung von Pumpenradnabe und Pumpenwellenverbindung kann dabei beispielsweise eine Metall-Metall-Materialpaarung umfassen.
Der zweite Abschnitt kann beispielsweise einen ersten, als äußerer Radringkörper, insbesondere als Radkranz, ausgebildeten Abschnittsbereich und einen zweiten, als den äußeren Radringkörper, insbesondere den Radkranz, mit einer Radnabe verbindenden Abschnittsbereich bzw. Verbindungsbereich umfassen. Der zweite Abschnittsbereich bildet den Verbindungsbereich zwischen der Radnabe und dem äußeren Radringkörper, z. B. dem Radkranz.
In diesem Zusammenhang kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der erste Abschnittsbereich zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff und der zweite Abschnittsbereich zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist. Damit kann der den äußeren Radringkörper, z. B. den Radkranz, bildende Abschnittsbereich aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff und der den Verbindungsbereich zwischen der Radnabe und dem äußeren Radringkörper, z. B. dem Radkranz, bildende Verbindungsbereich zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff ausgebildet sein.
Es ist möglich, dass das Antriebsrad über eine als Kugellager oder als Gleitlager ausgebildete Lagerung drehbeweglich an einer Halterung befestigbar ist, insbesondere ist die Lagerung des Antriebsrads als Gleitlager ausgebildet, wobei das Gleitlager, bevorzugt ein Innenring des Gleitlagers, auf der Halterung aufpressbar oder aufgepresst ist. Das Kugellager kann beispielsweise als Rillenkugellager ausgebildet sein. Insbesondere die Ausbildung der Lagerung des Antriebsrads als Gleitlager stellt eine kostengünstige Variante dar. Durch das Aufpressen des Innenrings des Gleitlagers auf die Halterung wird eine leistungsfähige und zugleich kostengünstige Umsetzung der Lagerungsfunktion für das Antriebsrad ermöglicht.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform kann beispielsweise das Antriebsrad in seiner axialen Bewegbarkeit (d. h. z. B., axial zur Drehachse des Antriebsrads) zumindest in eine Richtung durch ein an der Halterung angeordnetes Anlageelement begrenzt sein, insbesondere ist das Anlageelement als ringartiger Anlagekörper ausgebildet. Das Anlageelement kann als Gleitkörper ausgebildet sein und eine geringe Oberflächenrauheit aufweisen. Mit anderen Worten ist die Materialpaarung des Anlageelements und zumindest des mit dem Anlageelement in Kontakt stehenden Bereichs des Antriebsrads derart in Form und Material gewählt, dass sich durch die Relativbewegung zwischen dem Anlageelement und dem Antriebsrad eine geringe Reibung ergibt.
Das Anlageelement kann beispielsweise als geschlossener ringförmiger oder geschlossener ringartiger Anlagekörper ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Anlageelement eine scheibenartige Form aufweisen. Auch kann das Anlageelement optional zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff ausgebildet sein. Durch die Platzierung eines Anlageelements an zumindest einer Seite des Antriebsrads kann dessen axiale Bewegbarkeit eingeschränkt bzw. begrenzt oder gehemmt werden.
In einer weiterführenden optionalen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Halterung wenigstens einen Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich aufweist der derart ausgebildet ist, dass dieser im Montagezustand und/oder im Betriebszustand der Pumpenanordnung Kühl- und/oder Schmiermittel zu der Lagerung und/oder zu dem Antriebsrad führt. Beispielsweise wird im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Pumpenanordnung zumindest abschnittsweise und/oder zumindest zeitweise ein Kühl- und/oder Schmiermittel, z. B. ein Spritzöl, zu dem Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich geführt bzw. appliziert. Das Kühl- und/oder Schmiermittel kann ein natürliches oder synthetisches oder zumindest teilsynthetisches Öl, insbesondere Getriebeöl, umfassen. Das Antriebsrad und das Getrieberad kann in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, d.h. die beiden Räder sind innerhalb eines, insbesondere geschlossenen, Raumes angeordnet und werden von einer ein- oder mehrstückigen Wandung umgeben. Das innerhalb des Raumes spritzende Öl kann sich zumindest teilweise in dem Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich sammeln und/oder von dort zu einem definierten Ort geführt werden. Dabei weist der Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich im in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, verbauten Zustand eine Lage und/oder ein Gefälle auf, das das Kühl- und/oder Schmiermittel zu dem Antriebsrad, insbesondere zu der Lagerung des Antriebsrads, und/oder zu dem Anlagekörper unter zumindest Schwer- und/oder Fliehkrafteinwirkung hinführt.
In einer weiteren optionalen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass das Antriebsrad eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme einer Antriebswelle umfasst, wobei die Antriebswelle mit dem Antriebsrad in eine drehmomentübertragbare oder drehmomentübertragende Verbindung durch zumindest abschnittsweisen Eingriff der Antriebswelle in die zentrale Ausnehmung bringbar ist bzw. eine Drehmomentübertragung erfolgt. Damit kann das Antriebsrad eine einfache Geometrie aufweisen und insbesondere als im Wesentlichen scheibenartiger oder scheibenförmiger Körper ausgebildet sein, da die axiale Drehmomentübertragung zu einem Antriebsmittel über eine als von dem Antriebsrad separierte Antriebswelle erfolgt.
Es ist möglich, dass das Antriebsrad eine topfartige Form aufweist und einen, insbesondere ring- und/oder kreisförmigen, Halterungsbereich der Halterung zumindest abschnittsweise umgreift. Der Halterungsbereich kann beispielsweise eine Ringnut zur Aufnahme des Anlageelements umfassen. Der Innenraum des topfförmig ausgebildeten Antriebsrads umgibt zumindest abschnittsweise den Halterungsbereich und eine im Bereich des Halterungsbereichs angeordnete Lagerung des Antriebsrads. Das eine topfartige Form aufweisende Antriebsrad kann in seinem Zentrum bzw. im Topfbodenbereich eine Ausnehmung bzw. Öffnung zur drehmomentübertragenden bzw. drehmomentübertragbaren Aufnahme einer Antriebswelle aufweisen.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Zahnlauffläche des als Zahnrad ausgebildeten Antriebsrads und eine Zahnlauffläche des als Zahnrad ausgebildeten Pumpenrads und eine Lagerung des Antriebsrads in einer gemeinsamen Ebene liegen angeordnet sind, insbesondere ist die gemeinsame Ebene senkrecht zur Rotationsachse des Antriebsrads und/oder zur Rotationsachse des Pumpenrads ausgerichtet. Mit anderen Worten ist die Rotationsachse des Antriebsrads und/oder die Rotationsachse des Pumpenrads und/oder die Zahnlauffläche des Antriebsrads und/oder die Zahnlauffläche des Pumpenrads parallel zu der Lauffläche bzw. Kontaktfläche der, insbesondere als Gleitlager ausgebildeten, Lagerung des Antriebsrads ausgerichtet. Diese Ausgestaltung der genannten Elemente ermöglicht einen in Axialrichtung kurzen Aufbau der Pumpenanordnung.
Die Zahnlaufflächen des jeweils als Zahnrad ausgebildeten Antriebsrads und Pumpenrads können beispielsweise ein Stirnradgetriebe bilden, wobei die Zahnlaufflächen die Umfangsflächen des jeweils mit Zähnen versehenen Antriebsrads und Pumpenrads sind.
Neben der Pumpenanordnung für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs betrifft die Erfindung auch ein Pumpenrad für eine hierin beschriebene Pumpenanordnung und eine Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer hierin beschriebenen Pumpenanordnung.
Sämtliche Vorteile, Einzelheiten, Ausführungen und/oder Merkmale der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung sind auf das erfindungsgemäße Pumpenrad und auf die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung übertragbar bzw. anzuwenden.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Vollschnittdarstellung einer Pumpenanordnung mit einem vermittels Kugellager gelagerten Antriebsrad gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine perspektivische Prinzipdarstellung im Vollschnitt eines aus mehreren Abschnitten ausgebildeten Pumpenrads gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Vollschnittdarstellung einer Pumpenanordnung mit einem vermittels Gleitlager gelagerten Antriebsrad gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine schematische Detaildarstellung der Lagerung des Antriebsrads gemäß Detail A aus 2;
5 eine perspektivische Prinzipdarstellung eines montierten, als Anlaufscheibenring ausgebildeten Anlageelements gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die Pumpenanordnung 1 für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs umfasst (a) eine Pumpeneinrichtung 2 mit einem mit einer Pumpenwelle 3 verbindbaren Pumpenrad 4 und (b) eine der Pumpeneinrichtung 2 zuordenbare oder zugeordnete Antriebseinrichtung 5 mit einem mit einer Antriebswelle (nicht dargestellt) verbindbaren Antriebsrad 7, wobei das Antriebsrad 7 und das Pumpenrad 4 drehmomentübertragbar oder drehmomentübertragend miteinander verbunden sind. In den dargestellten Figuren weist das Pumpenrad 4 einen ersten Abschnitt 8 der zumindest abschnittsweise aus einem ersten Material und einen zweiten Abschnitt 9 der zumindest abschnittsweise aus einem zweiten von dem ersten Material unterschiedlichen Material ausgebildet ist auf. Alternativ oder zusätzlich kann das Antriebsrad 7 einen ersten und einen zweiten Abschnitt 8, 9 aufweisen, wobei das Material des ersten Abschnitts 8 zu dem Material des zweiten Abschnitts 9 unterschiedlich ist.
Die drehmomentübertragbare Verbindung zwischen dem Antriebsrad 7 und dem Pumpenrad 4 kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, eine Zahnradverbindung umfassen (z. B. eines Stirnradgetriebes), insbesondere weist das Antriebsrad 7 und das Pumpenrad 4 eine, insbesondere auf der jeweiligen Umfangsfläche angeordnete oder ausgebildete, Verzahnung 10, 11 auf. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform sind das Pumpenrad 4 und das Antriebsrad 7 als unmittelbar miteinander kämmende Zahnräder und damit als unmittelbar miteinander verbundene Zahnradverbindung ausgebildet. Mit anderen Worten erfolgt eine Zahnradverbindung zwischen dem Antriebsrad 7 und dem Pumpenrad 4 durch unmittelbaren Eingriff einer antriebsradseitigen Verzahnung und einer pumpenradseitigen Verzahnung.
Die drehmomentübertragende Verbindung von Antriebsrad 7 und Pumpenrad 4 kann jeweils eine drehmomentübertragende Verzahnung aufweisen, wobei die Verzahnungen als Geradeverzahnung oder als Schrägverzahnung ausgebildet sein können. Insbesondere wenn die Verzahnung bzw. der die Zahnradzähne bildende Bereich des Antriebsrads 7 und/oder des Pumpenrads 4 zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus Kunststoff besteht bzw. bestehen, kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn diese Verzahnung bzw. diese Zahnradzähne als Geradeverzahnung ausgebildet sind, da sich diese mit geringerem Fertigungsaufwand in Kunststoff realisieren lassen.
Es ist möglich, dass der erste Abschnitt 8 aus Metall, insbesondere aus Sintermetall, und der zweite Abschnitt 9 aus Kunststoff, bevorzugt aus einem faserverstärkten Kunststoff, besonders bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff, ausgebildet ist. Hierbei kann der zweite Abschnitt 9 einen ersten Abschnittsbereich 10, der als äußerer Radringkörper, insbesondere als Radkranz, ausgebildet ist und einen zweiten Abschnittsbereich 11, der den äußeren Radringkörper, insbesondere Radkranz, mit einer Radnabe verbindendet, umfassen. Der erste Abschnittsbereich 10 kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff und der zweite Abschnittsbereich 11 zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff ausgebildet sein. Die Ausbildung des die Zahnradzähne aufweisenden Abschnittsbereichs 10 aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff gewährleistet eine hinreichende Verschleißfestigkeit der Zahnradzähne.
Der erste Abschnitt 8 kann als Radnabe, insbesondere als ein eine Öffnung 12 zur Aufnahme einer Welle 13 geeigneter Radnabenbereich, ausgebildet sein. Beispielsweise weist die Öffnung 12 einen gezahnten Bereich auf, welcher mit einem wellenseitigen Bereich zur Bildung einer drehmomentübertragbaren Welle-Nabe-Verbindung ermöglicht, vgl. 1 und 2. ist.
Das Antriebsrad 7 kann über eine als Kugellager (vgl. 1) oder als Gleitlager (vgl. 3 und 4) ausgebildete Lagerung 14 drehbeweglich an einer Halterung 15 befestigt bzw. befestigbar sein. Insbesondere ist die Lagerung 14 des Antriebsrads 7 als Gleitlager ausgebildet, wobei das Gleitlager, bevorzugt ein Innenring 16 einer als Gleitlager ausgebildeten Lagerung 14, auf der Halterung 15 befestigt ist, z. B. aufpressbar oder aufgepresst ist. Das Aufpressen des Innenrings 16 einer als Gleitlager ausgebildeten Lagerung 14 ermöglicht eine kostengünstige und fertigungstechnisch einfache Befestigung der halterungsseitigen Elemente (z. B. Innenring 16) der Lagerung 14. Der halterungsseitig angeordnete Innenring 16 steht in gleitendem Kontakt mit den antriebsradseitig angeordneten Außenring 26, wobei Innenring 16 und Außenring 26 die als Gleitlager ausgebildete Lagerung 14 des Antriebsrads 7 an der Halterung 15 ausbildet, vgl. 4. Die Halterung 15 kann beispielsweise ein Teil eines Gehäuses zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme und/oder Halten einer Antriebswelle (nicht dargestellt) zum Antreiben eines Antriebsrads 7 einer Pumpenanordnung 1 bilden.
Die in 1 ein Kugellager umfassende Lagerung 14 des Antriebsrads 7 an der Halterung 15 kann beispielsweise als Rillenkugellager ausgebildet sein, vgl. Anspruch 1.
Hierbei kann es sich als zweckmäßig erweisen, wenn das Antriebsrad 7 in seiner axialen Bewegbarkeit (Pfeil 17) zumindest in eine Richtung durch ein an der Halterung 15 angeordnetes Anlageelement 17 begrenzt ist. Mit anderen Worten kann eine Bewegung in Richtung der Halterung 15 durch Kontakt des Antriebsrads 7 an dem Anlageelement 17 gestoppt bzw. gehemmt werden. Das Anlageelement 17 kann beispielsweise als ringartiger Anlagekörper ausgebildet sein. Bevorzugt erfolgt zumindest zeitweise und/oder zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, ein punktueller und/oder flächiger Kontakt des Antriebsrads 7 mit dem Anlageelement 17. Um eine etwaige Reibung durch den Kontakt des Antriebsrads 7 mit dem Anlageelement 17 gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn an den Kontaktbereich zumindest temporär ein Schmier- und/oder Kühlmittel (nicht dargestellt) zugeführt bzw. platziert wird. Das Anlageelement 17 kann beispielsweise als Anlaufscheibenring ausgebildet sein.
Die Halterung 15 kann beispielsweise über einen Verbindungsbereich 6 mit der Pumpeneinrichtung 2 verbunden sein. So kann z. B. die Pumpeneinrichtung 2 in oder an einem Aufnahmebereich der Halterung mit dieser kraft- und/oder stoff- und/oder formschlüssig verbunden sein.
Hierzu kann die Halterung 15 beispielsweise wenigstens einen Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich 18 aufweisen, der derart ausgebildet ist, dass dieser im Montagezustand bzw. im Betriebszustand der Pumpenanordnung 1 Kühl- und/oder Schmiermittel zu der Lagerung 14 und/oder zu dem Antriebsrad 7 führt. Der Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich 18 ist in der in 5 gezeigten Ausführungsform beispielhaft als nutartige Ausnehmung der Haltung 15 ausgebildet. Während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Pumpenanordnung 1 gelangt im Bereich der Halterung 15 herumspritzendes Kühl- und/oder Schmiermittel in den Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich 18, kann sich dort sammeln und/oder wird von dort zu dem gewünschten bzw. zu dem zu kühlenden und/oder zu schmierenden Bereichen des Antriebsrads 7 und/oder des Anlageelements 17 und/oder des Pumpenrads 4 geleitet bzw. geführt. Der Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich 18 kann beispielsweise als Ausnehmung, insbesondere als zur dem zu kühlenden und/oder zu schmierenden Bereich gerichtete nutzartige Ausnehmung, ausgebildet sein. Auch kann die Ausnehmung derart angeordnet oder ausgebildet sein, dass sich ein in dieser Ausnehmung befindliches Kühl- und/oder Schmiermittel im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Pumpenanordnung 1, insbesondere in einem in einem Fahrzeug verbauten Zustand der Pumpenanordnung 1, durch Schwerkrafteinwirkung und/oder durch Fliehkrafteinwirkung zumindest zeitweise, insbesondere stets, zu einem zu kühlenden und/oder zu schmierenden Bereich hin bewegt bzw. geleitet wird. In 5 ist ersichtlich, dass sich der nutartig ausgebildete Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich 18 das, insbesondere als ringförmiger oder ringartiger Körper ausgebildete, Anlageelement 17 untergreift. Mit anderen Wort wird die flächige Kontaktfläche des Anlageelements 17 auf der im Wesentlichen korrespondierend zur Aufnahme des Anlageelements 17 geformten Halterung 15 durch einen nutartig und/oder nutförmig ausgebildeten Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich 18 unterbrochen, so dass Kühl- und/oder Schmiermittel von einer dem Antriebsrad 7 abgewandten Seite des Anlageelements 17 zu einer dem Antriebsrad 7 zugewandten Seite des Anlageelements 17 bewegbar bzw. strömbar ist.
Das dargestellte Antriebsrad 7 kann eine zentrale Ausnehmung 19 zur Aufnahme einer Antriebswelle (nicht dargestellt) umfassen, wobei die Antriebswelle mit dem Antriebsrad 7 in eine drehmomentübertragbare und/oder drehmomentübertragende Verbindung durch zumindest abschnittsweisen Eingriff der Antriebswelle in die zentrale Ausnehmung 19 bringbar ist bzw. gebracht ist.
Das Antriebsrad 7 kann beispielsweise eine topfartige Form aufweisen und einen, insbesondere ring- und/oder kreisförmigen, Halterungsbereich 20 der Halterung 15 zumindest abschnittsweise umgreifen. An der nach außen gerichteten Oberfläche des Halterungsbereich 20 kann der Innenring 16 einer als Gleitlager ausgebildeten Lagerung 14 (vgl. 3 und 4) und/oder ein Lagerelement einer als Kugellager ausgebildeten Lagerung 14 (vgl. 1) angeordnet sein.
Eine Zahnlauffläche 21 des als Zahnrad ausgebildeten Antriebsrads 7 und eine Zahnlauffläche 22 des als Zahnrad ausgebildeten Pumpenrads 4 und eine Lagerung 14 des Antriebsrads 7 kann in einer gemeinsamen Ebene 23 liegen, insbesondere ist die gemeinsame Ebene 23 senkrecht zur Rotationsachse 24 des Antriebsrads 7 und/oder zur Rotationsachse 25 des Pumpenrads 4 ausgerichtet.
Bezugszeichenliste

1: Pumpenanordnung
2: Pumpeneinrichtung
3: Pumpenwelle
4: Pumpenrad
5: Antriebseinrichtung
6: Verbindungsbereich
7: Antriebsrad
8: erster Abschnitt von 4
9: zweiter Abschnitt von 4
10: erster Abschnittsbereich von 9
11: zweiter Abschnittsbereich von 9
12: Öffnung
13: Welle
14: Lagerung
15: Halterung
16: Innenring
17: Anlageelement
18: Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich
19: zentrale Ausnehmung von 7
20: Halterungsbereich
21: Zahnlauffläche von 7
22: Zahnlauffläche von 4
23: Ebene
24: Rotationsachse von 7
25: Rotationsachse von 4
26: Außenring

Claims

Pumpenanordnung (1) für eine Getriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend - eine Pumpeneinrichtung (2) mit einem mit einer Pumpenwelle (3) verbindbaren Pumpenrad (4), - eine der Pumpeneinrichtung (2) zuordenbare oder zugeordnete Antriebseinrichtung (5) mit einem mit einer Antriebswelle (6) verbindbaren Antriebsrad (7), wobei das Antriebsrad (7) und das Pumpenrad drehmomentübertragbar oder drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass - das Antriebsrad (7) und/oder das Pumpenrad (4) einen ersten Abschnitt (8) der zumindest abschnittsweise aus einem ersten Material und einen zweiten Abschnitt (9) der zumindest abschnittsweise aus einem zweiten von dem ersten Material unterschiedlichen Material ausgebildet ist, umfasst.
Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drehmomentübertragbare Verbindung zwischen dem Antriebsrad (7) und dem Pumpenrad (4) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, eine Zahnradverbindung umfasst, insbesondere weist das Antriebsrad (7) und das Pumpenrad (4) eine Verzahnung auf.
Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradverbindung zwischen dem Antriebsrad (7) und dem Pumpenrad (4) durch unmittelbaren Eingriff einer antriebsradseitigen Verzahnung und einer pumpenradseitigen Verzahnung erfolgt.
Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (7) und das Pumpenrad (4) jeweils eine drehmomentübertragende Verzahnung aufweisen, wobei die Verzahnungen als Geradeverzahnung oder als Schrägverzahnung ausgebildet sind.
Pumpenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (8) aus Metall, insbesondere aus Sintermetall, und der zweite Abschnitt (9) aus Kunststoff, bevorzugt aus einem faserverstärkten Kunststoff, besonders bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff und/oder aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist.
Pumpenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (8) als Radnabe, insbesondere als ein eine Öffnung (13) zur Aufnahme einer Antriebs- oder Pumpenwelle (6, 3) geeigneter Radnabenbereich, ausgebildet ist.
Pumpenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (9) einen ersten, als äußerer Radringkörper, insbesondere Radkranz, ausgebildeten Abschnittsbereich (10) und einen zweiten, als den äußeren Radringkörper, insbesondere Radkranz, mit einer Radnabe verbindenden Abschnittsbereich (11) umfasst.
Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnittsbereich (10) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff und der zweite Abschnittsbereich (11) zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist.
Pumpenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (7) über eine als Kugellager oder als Gleitlager ausgebildete Lagerung (14) drehbeweglich an einer Halterung (15) befestigt oder befestigbar ist, insbesondere ist die Lagerung (14) des Antriebsrads (7) als Gleitlager ausgebildet, wobei das Gleitlager, bevorzugt ein Innenring (16) des Gleitlagers, auf der Halterung (15) aufpressbar oder aufgepresst ist.
Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (7) in seiner axialen Bewegbarkeit zumindest in eine Richtung durch ein an der Halterung (15) angeordnetes Anlageelement (17) begrenzt ist, insbesondere ist das Anlageelement (17) als ringartiger Anlagekörper ausgebildet.
Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (15) wenigstens einen Kühl- und/oder Schmiermittelführungsbereich (18) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass dieser im Betriebszustand der Pumpenanordnung (1) Kühl- und/oder Schmiermittel zu der Lagerung (14) und/oder zu dem Antriebsrad (7) führt.
Pumpenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (7) eine zentrale Ausnehmung (19) zur Aufnahme einer Antriebswelle (6) umfasst, wobei die Antriebswelle (6) mit dem Antriebsrad (7) in eine drehmomentübertragbare Verbindung durch zumindest abschnittsweisen Eingriff der Antriebswelle (6) in die zentrale Ausnehmung (19) bringbar ist oder gebracht ist.
Pumpenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (7) eine topfartige Form aufweist und einen, insbesondere ring- und/oder kreisförmigen, Halterungsbereich (20) der Halterung (15) zumindest abschnittsweise umgreift.
Pumpenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zahnlauffläche (21) des als Zahnrad ausgebildeten Antriebsrads (7) und eine Zahnlauffläche (22) des als Zahnrad ausgebildeten Pumpenrads (4) und eine Lagerung (14) des Antriebsrads (7) in einer gemeinsamen Ebene (23) liegen, insbesondere ist die gemeinsame Ebene (23) senkrecht zur Rotationsachse (24) des Antriebsrads (7) und/oder zur Rotationsachse (25) des Pumpenrads (4) ausgerichtet.
Pumpenrad (4) für eine Pumpenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.