DE19604517A1

DE19604517A1 - Zahnradpumpe, insbesondere für Lastschaltgetriebe von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19604517A1
Application number: DE1996104517
Authority: DE
Inventors: Fritz Leber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, insbesondere für Lastschaltgetriebe von Kraftfahrzeugen, nach dem Ober begriff des Anspruches 1. In dieser Zahnradpumpe sind zwei Zahnräder, die im Kämmeingriff miteinander zusammenwirken, in einem Pumpengehäuse drehbar gelagert. Zwischen einem Saug- und einem Druckbereich befindet sich wenigstens ein Be reich, in dem zwischen den Zähnen der Zahnräder liegende Zahnkammern durch eine die Zahnräder umgebende Gehäusekon tur gegeneinander abgedichtet sind. Die Gehäusekontur ent hält zwei an die Stirnflächen der Zahnräder angrenzende, im wesentlichen ebene Flächen.

Eine derartige Zahnradpumpe ist beispielsweise aus der DE 42 00 910 A1 bekannt. Diese Zahnradpumpe dient zur Ver sorgung von Steuer- und Betätigungseinrichtungen eines Automatgetriebes, eines hydrodynamischen Wandlers und einer Kühl- und Schmiereinrichtung. Es handelt sich hierbei um eine sogenannte Konstantpumpe, deren Förderstrom proportio nal mit ihrer Antriebsdrehzahl ansteigt. Die Auslegung der Pumpe erfolgt im allgemeinen bei einer Leerlaufdrehzahl. Der dabei gelieferte Förderstrom muß bereits die Anforde rungen der zu versorgenden Aggregate erfüllen.

Eine derartige Pumpe fördert bei höheren Drehzahlen ein Mehrfaches der erforderlichen Menge. Eine entsprechend große Druckmittelmenge muß angesaugt werden. Bei höheren Drehzahlen kommt es deshalb zu Kavitation und Druckschwin gungen. Kavitation bedeutet Geräusche und Verschleiß, Druckschwingungen verursachen Steuerungsprobleme.

Die bekannte Zahnradpumpe wird durch einen Überschuß strom aufgeladen. Der Überschußstrom kommt beispielsweise aus einem Stromregelventil, reißt dabei aus einer Saugboh rung, die mit einem Behälter in Verbindung steht, Druck mittel mit und strömt direkt in die Saugniere der Zahnrad pumpe.

Voraussetzung für das Funktionieren dieser bekannten Pumpe ist, daß genügend Überschußöl zur Aufladung der Pumpe zur Verfügung steht. Soll dagegen - aus Energiespargrün den - nur eine begrenzte Druckmittelmenge umgewälzt werden, so daß der gesamte Druckmittelstrom durch die zu versorgen den Aggregate geleitet wird, so ist eine derartige Aufla dung nicht möglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradpumpe zu schaffen, die ohne besondere Einrichtung zum Aufladen der Pumpe und ohne einen überschüssigen Druck mittelstrom weitgehend ohne Kavitation arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekenn zeichnete Zahnradpumpe gelöst. Dabei wird erfindungsgemäß eine Nachspeiseeinrichtung für die Zahnradpumpe vorgesehen, durch die jeweils wenigstens einer Zahnkammer, die in Dreh richtung in wenigstens einem der Zahnräder von dem Saug- und dem Druckbereich getrennt ist, Drucköl zugeführt werden kann. Die Zahnradpumpe wird dadurch nicht aufgeladen. Das Öl wird also nicht in die Saugniere, sondern direkt in die Zahnkammern eingefüllt, so daß nur der Restraum, der in den Zahnkammern nicht gefüllt ist, mit Öl nachgefüllt wird.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfin dung ist jedoch nicht auf die Merkmalskombinationen der An sprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und ein zelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Zur gezielten Nachspeisung dient wenigstens eine Ge häusebohrung, die in dem zwischen dem Saug- und dem Druck bereich liegenden Bereich wenigstens eine der ebenen Flä chen des Pumpengehäuses in Richtung auf die Zahnkammer durchdringt. Dies bedeutet, daß der nachgespeiste Ölstrom direkt in die noch nicht ganz gefüllte Zahnkammer geleitet wird. Um einen guten Übergang in die Zahnkammer zu errei chen, ist die Gehäusebohrung an ihrer Einmündung in die ebene Fläche des Pumpengehäuses zweckmäßigerweise bis auf die Breite einer Zahnkammer erweitert.

Bei einer Innenzahnrad- bzw. Mondsichelpumpe werden nur die Zahnkammern des innenliegenden Zahnrades nachge speist. Dagegen müssen bei Außenzahnradpumpen die Zahnkam mern beider Zahnräder nachgespeist werden.

Das Drucköl für die Nachspeisung kann direkt aus dem Druckbereich der Pumpe entnommen werden. Wird die Pumpe auch zur Versorgung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers verwendet, so wird das Drucköl zweckmäßigerweise aus der Zu- oder der Rückführung des Wandleröles entnommen.

Um zu verhindern, daß beim Anlaufen der Zahnradpumpe in diesem Fall Luft aus dem Wandler angesaugt wird, wird vor der Gehäusebohrung der Nachspeiseeinrichtung ein Druck ventil eingeschaltet, das erst oberhalb eines bestimmten Druckes öffnet. Das Druckventil ist zweckmäßigerweise in dem Pumpengehäuse angeordnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläu tert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungs gemäßen Zahnradpumpe, eingebaut in einem Lastschaltgetriebe, in einem Teil-Längs schnitt;

Fig. 2 einen Teil-Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt, wie in Fig. 1, je doch mit einer zweiten Ausführungsform.

In einem Pumpengehäuse 1 ist eine Verdrängerpumpe in der Form einer Innenzahnradpumpe 2 angeordnet. (Die Erfin dung wird im wesentlichen anhand des Beispieles der Innen zahnradpumpe beschrieben. Entsprechendes gilt jedoch auch für Außenzahnradpumpen.) Die Innenzahnradpumpe 2 ist in einem Lastschaltgetriebe eingebaut, von dem jedoch nur Tei le dargestellt sind. Benachbart zu der Innenzahnradpumpe 2 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 3 angeordnet, von dem nur ein Leitrad 4 und ein Pumpenrad 5 gezeigt sind. Auf der anderen Seite der Innenzahnradpumpe 2 liegt das eigentliche Getriebe, von dem nur ein Teil eines Getriebe gehäuses 6 dargestellt ist.

Auf einem Wandlerhals 7, der mit dem Pumpenrad 5 fest verbunden ist, ist ein außenverzahntes Innenrad 8 befe stigt. Das Innenrad 8 kämmt mit einem innenverzahnten Hohl rad 10. Die Ausbildung des Innenrades 8 und des Hohl rades 10 ist allgemein bekannt, beispielsweise aus der DE 34 16 400 A1. Da das Pumpenrad 5 mit der Drehzahl eines nicht dargestellten Antriebsmotors dreht, wird auch das Innenrad 8 mit dieser Motordrehzahl angetrieben.

Zwischen dem Innenrad 8 und dem Hohlrad 10 gebildete Arbeitskammern 11 werden auf der Wandlerseite in axialer Richtung von einer ebenen Fläche 12 des Pumpengehäuses 1 und auf der Getriebeseite von einer ebenen Fläche 13 einer Zwischenscheibe 14 oder eines anderen Gehäuseteiles be grenzt. Die Zwischenscheibe 14 kann mit einer Leitradwelle fest verbunden sein.

Die Innenzahnradpumpe 2 saugt durch einen Saugkanal 15 aus einem nicht dargestellten Behälter Druckmittel in eine Saugniere 16 an. Das Druckmittel wird aus einer Drucknie re 17 durch einen Druckkanal 18 zu einem nicht dargestell ten Hauptdruckventil des Lastschaltgetriebes gefördert.

Eine Nachspeiseeinrichtung 20 sorgt dafür, daß wenig stens einer Zahnkammer 11 des Innenrades 8, die in Dreh richtung von dem durch die Saugniere 16 gebildeten Saugbe reich und von dem durch die Druckniere 17 gebildeten Druck bereich getrennt ist, Drucköl nachgespeist werden kann.

Die Nachspeiseeinrichtung 20 weist wenigstens eine Gehäusebohrung 21 auf, die in dem zwischen dem Saug- und dem Druckbereich liegenden Bereich durch die Zwischenschei be 14 hindurch in der ebenen Fläche 13 in Richtung auf die Zahnkammern 11 einmündet. Die Gehäusebohrung 21 ist an ih rer Einmündung in die ebene Fläche des Pumpengehäuses in der Form eines Langloches 22 bis auf die Breite einer Zahn kammer 11 erweitert. Der Abstand der Gehäusebohrung 21 bzw. des Langloches 22 zu der Saugniere 16 und zu der Drucknie re 17 ist größer als die Breite eines Zahnes des Innenra des 8. Dadurch ist gewährleistet, daß die Gehäusebohrung 21 und das Langloch 22 in allen Betriebszuständen sicher von der Saugniere 16 und der Druckniere 17 getrennt sind. Das Drucköl für die Nachspeisung in die nicht vollständig ge füllten Zahnkammern kann direkt aus dem Druckbereich ent nommen werden.

Wird die Zahnradpumpe auch zur Versorgung des Dreh momentwandlers 3 verwendet, so wird vor die Gehäuseboh rung 21 ein Druckventil 23 eingebaut. Dadurch wird verhin dert, daß beim Anlauf des Getriebes und damit der Zahnrad pumpe 2 Luft aus dem Drehmomentwandler gesaugt wird. Von der Zulaufseite des Druckventils 23 besteht eine direkte Verbindung 24 zu dem Drehmomentwandler 3. Das Druckven til 23 ist zweckmäßigerweise in dem Pumpengehäuse 1 oder in der Zwischenscheibe 14 integriert.

Bei der hier beschriebenen Innenzahnradpumpe erfolgt die Nachspeisung nur in die Zahnkammern 11 des Innen rades 8. Bei einer parallelachsigen Anordnung der Zahnrä der, d. h. bei einer Außenzahnradpumpe, ist es jedoch zweckmäßig, die Zahnkammern beider Zahnräder nachzuspeisen.

Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Zahnkammern nur dann nachgespeist werden, wenn sie nicht vollständig gefüllt sind. Die Nachspeisung erfolgt noch nicht im niedrigen Drehzahlbereich. Sie erfolgt erst bei Drehzahlen, bei denen die Zahnkammern nicht mehr vollstän dig gefüllt sind, d. h., erst dann hat das in der Nachspei seeinrichtung anstehende Drucköl die Möglichkeit, in die Zahnkammern einzuströmen und das fehlende Öl zu ergänzen.

Bezugszeichenliste

1 Pumpengehäuse
2 Innenzahnradpumpe
3 Drehmomentwandler
4 Leitrad
5 Pumpenrad
6 Getriebegehäuse
7 Wandlerhals
8 Innenrad
9 -
10 Hohlrad
11 Zahnkammer
12 Fläche
13 Fläche
14 Zwischenscheibe
15 Saugkanal
16 Saugniere
17 Druckniere
18 Druckkanal
19 -
20 Nachspeiseeinrichtung
21 Gehäusebohrung
22 Langloch
23 Druckventil
24 Verbindung

Claims

1. Zahnradpumpe, insbesondere für Lastschaltgetriebe von Kraftfahrzeugen,

- mit zwei im Kämmeingriff miteinander zusammenwirkenden Zahnrädern, die in einem Pumpengehäuse (1) drehbar gelagert sind,
- mit einem Saugbereich (Saugniere 16) und mit einem Druckbereich (Druckniere 17) und mit wenigstens einem zwischen dem Saug- und dem Druckbereich liegenden Bereich, in dem zwischen den Zähnen der Zahnräder liegende Zahnkammern (11) durch eine die Zahnräder umgebende Gehäusekontur gegeneinander abgedichtet sind,
- wobei die Gehäusekontur zwei an die Stirnflächen der Zahnräder angrenzende, im wesentlichen ebene Flächen (12, 13) enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Nach speiseeinrichtung (20) für die Zahnradpumpe vorgesehen ist, durch die wenigstens einer Zahnkammer (11), die in Dreh richtung in wenigstens einem der Zahnräder von dem Saugbe reich und dem Druckbereich getrennt ist, ein Drucköl zu führbar ist.

2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Nachspeiseeinrich tung (20) wenigstens eine Gehäusebohrung (21) aufweist, die in dem zwischen dem Saug- und dem Druckbereich liegenden Bereich wenigstens eine der ebenen Flächen (13) des Pumpen gehäuses (1) in Richtung auf die Zahnkammer (11) durch dringt.

3. Zahnradpumpe nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gehäusebohrung (21) an ihrer Einmündung in die ebene Fläche des Pumpengehäuses (1) bis auf die Breite einer Zahnkammer (11) erweitert ist.

4. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Innenzahnrad- bzw. Mondsichelpumpe nur der Zahnkammer (11) des außen verzahnten Innenrades (8) Drucköl zuführbar ist.

5. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Außenzahnradpumpe den Zahnkammern (11) beider Zahnräder Drucköl zuführbar ist.

6. Zahnradpumpe nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Drucköl für die Nach speisung direkt aus dem Druckbereich entnommen wird.

7. Zahnradpumpe nach Anspruch 4, bei der die Zahnrad pumpe auch zur Versorgung eines Drehmomentwandlers (3) dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucköl aus der Zu- oder der Rückführung des Wandleröles entnommen wird.

8. Zahnradpumpe nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß vor der Gehäusebohrung (21) der Nachspeiseeinrichtung ein Druckventil (23) eingeschal tet ist.

9. Zahnradpumpe nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Druckventil (23) in dem Pumpengehäuse (1) angeordnet ist.

10. Zahnradpumpe nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Druckventil (23) in der Zwischenscheibe (14) angeordnet ist.