DE4312053A1 - Getriebe mit einer Verdrängerpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere Auto­ matgetriebe oder stufenloses Getriebe für Kraftfahrzeuge, mit einer Verdrängerpumpe für die Versorgung einer Schmier­ einrichtung und der Steuer- und Betätigungseinrichtungen des Getriebes, wobei eine Pumpenwelle eines Wandlers über eine Formschlußverbindung ein Antriebselement der Verdrängerpumpe mit der Drehzahl eines Fahrzeugmotors antreibt.

Ein derartiges Getriebe beschreibt die nicht vorver­ öffentlichte Patentanmeldung P 41 39 611. In dieser Druck­ schrift stützt sich eine Pumpenwelle des Wandlers über eine Gleitbuchse auf einer Leitradhohlwelle ab. Als Formschluß­ verbindung ist ein an der Pumpenwelle angeformter Zapfen vorhanden, der zur Drehmitnahme in ein Innenzahnrad einer Zahnradpumpe oder in einen Exzenter einer Radialkolbenpumpe eingreift. Sowohl das Innenrad als auch der Exzenter haben im Verhältnis zum Außendurchmesser des Pumpenaufbaus eine verhältnismäßig schmale Lagerbasis. Der einseitige Zapfen­ antrieb kann daher das jeweils vorgesehene Antriebselement (Innenrad oder Exzenter) der Verdrängerpumpe infolge von Elastizitäten und zu großen Spiels zu Taumelbewegungen an­ regen. Daraus entstehen erhöhte Belastungen an den axialen und radialen Lagerstellen. Arbeitet die in das Getriebe ein­ gebaute Verdrängerpumpe mit hohen Systemdrücken, so kann in der Lagerbohrung des Antriebselements Mischreibung auftreten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine auf höhere Pumpendrücke abgestimmte Lagerbasis zu finden, die eine gute hydrodynamische Schmierung zuläßt.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeich­ nete Getriebe gelöst. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß sich das Antriebselement auf einer Lagerbuchse abstützt, deren axiale Länge größer ist als die Lagerbasis des Antriebselements. Dabei erstreckt sich ein überstehender Abschnitt der Lagerbuchse in Richtung der Pumpenwelle, die auf diesem Lagerbuchsenabschnitt mit Schiebesitz aufgescho­ ben ist. Die Lagerbasis für die Verdrängerpumpe läßt sich dadurch deutlich verlängern. Außerdem entfällt die beim Stand der Technik verwendete Gleitbuchse zwischen der Pumpenwelle und einer Leitradhohlwelle des hydrodynamischen Wandlers.

Durch die vorgeschlagene Pumpenlagerung erfährt der An­ trieb eine Versteifung, so daß eine zentrische Übertragung des Antriebsmoments ohne hohe örtliche Lagerbelastung ge­ sichert ist. Ein ausreichender Spielausgleich infolge von Fertigungs- und Einbautoleranzen bleibt durch den vorgesehe­ nen Schiebesitz der Pumpenwelle auf der Lagerbuchse aber dennoch erhalten.

Die Erfindung ist anwendbar sowohl in Verbindung mit Zahnradpumpen als auch mit Radialkolbenpumpen. Die Unteran­ sprüche befassen sich mit vorteilhaften Ausgestaltungen.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.

Im folgenden sind mehrere Ausführungsbeispiele der Er­ findung und weitere Vorteile anhand der Zeichnung näher er­ läutert.

Es zeigt

Fig. 1 das Getriebe mit der Verdrängerpumpe als Radialkolbenpumpe in einem Teilquerschnitt;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform mit einer als Innenzahnradpumpe ausgeführten Verdränger­ pumpe in einem Teilquerschnitt entsprechend Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Lagerung am Beispiel der Radialkolbenpumpe im Teil­ querschnitt;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer Lagerung entsprechend Fig. 3 und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Lagerung in einem anderen Teilquerschnitt der Radialkolbenpumpe.

Eine Radialkolbenpumpe 1 ist in einem Getriebegehäuse 2 eingebaut. Das Getriebegehäuse 2 enthält eine Anfahreinrich­ tung in der Form eines hydrodynamischen Wandlers 3 mit einem Leitrad 4, einem Turbinenrad 5 und einem Pumpenrad 6. Die Radialkolbenpumpe 1 schließt unmittelbar an den Wandler 3 an. Auf der anderen Seite der Radialkolbenpumpe 1 liegt das eigentliche Zahnradgetriebe.

Das Leitrad 4 stützt sich über einen Freilauf 7 auf einer gehäusefesten Leitradhohlwelle 8 ab. Nach der Erfin­ dung ist auf einem vorderen Abschnitt einer Lagerbuchse 10 als Antriebselement für die Radialkolbenpumpe 1 ein Exzen­ ter 11 aufgepreßt. Auf dem hinteren Abschnitt der Lager­ buchse 10 ist mit Schiebesitz eine mit dem Pumpenrad 6 fest verbundene Pumpenwelle 12 angeordnet. Die Pumpenwelle 12 trägt einen Zapfen 13, der in den Exzenter 11 eingreift und auf diese Weise eine formschlüssige Verbindung zur Drehmit­ nahme herstellt. Um die Reibung zu verringern, sieht man zweckmäßig eine Gleitbuchse 14 und einen Gleitring 15 zwi­ schen dem Exzenter 11 und mehreren Kolben 16 vor. Die Kol­ ben 16 werden durch die Kraft von Druckfedern 17 mit ihrem Kolbenboden 18 am Gleitring 15 in Anlage gehalten. Die Kol­ ben 16 gleiten in Zylinderbohrungen 20 eines Pumpengehäu­ ses 21. Stopfen 22 verschließen die Zylinderbohrungen 20. Jeder Stopfen 22 hat eine Bohrung 23 und an seiner Stirn­ fläche zwei parallele Rillen 24, die in Umfangsrichtung der Radialkolbenpumpe verlaufen und die innerhalb einer bearbei­ teten Dichtfläche 25 der Stirnfläche enden. Eine gemeinsame Bandfeder 26 umspannt ringartig alle Stopfen 22. Die Band­ feder 26 dichtet die Bohrungen 23 und die Rillen 24 gegen eine Sammelringnut 19 ab. Während des Betriebs der Radial­ kolbenpumpe 1 wölbt sich die Bandfeder 26 durch den Förder­ druck von der Dichtfläche 25 über dem Kolben 16 auf, der gerade einen Druckhub ausführt. Durch die erfindungsgemäße Lagerbuchse 10 läßt sich die Lagerbasis des bei Radialkol­ benpumpen 1 als Exzenter 11 ausgeführten Antriebselements beträchtlich verbreiten. Die Abstützung der Pumpenwelle 12 im Schiebesitz auf der Lagerbuchse 10 ermöglicht eine Ver­ steifung des Antriebsstranges. Gleichzeitig bleibt die Mög­ lichkeit einer Axialverstellung und eines Spielausgleichs erhalten.

In Fig. 2 ist die Radialkolbenpumpe durch eine Innen­ zahnradpumpe 27 ersetzt. Die übrigen Bauteile entsprechen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Eine auf der Leitrad­ hohlwelle 8 mittels einer Gleitbuchse frei drehbaren Lagerbuchse 10 A ist mit einem außenverzahnten Innenrad 28 fest verbunden. Das Innenrad 28 kämmt mit einem innenverzahnten Hohlrad 30. Auf dem überstehenden Abschnitt der Lagerbuchse 10 stützt sich im Schiebesitz 9 wiederum die Pumpenwelle 12 ab. Der Aufbau der ineinander eingreifenden Räder 28 und 30 gehört zum allgemeinen Stand der Technik und läßt sich beispielsweise aus der DE 30 05 657 C2 entnehmen. Dies Innenzahnradpumpe 27 saugt Drucköl über eine Saugniere 29 an. Im Bereich einer Druckzone liegen mehrere Auslaßbohrungen 43, die durch Rückschlagventile 39 in Richtung auf einen Sammelkanal 44 auf steuerbar sind.

Die Fig. 3 zeigt am Beispiel einer Radialkolbenpumpe eine weitere Ausführungsform. Eine Lagerbuchse 31 ist hier einteilig mit dem Exzenter 32 der Radialkolbenpumpe ausge­ führt. Das Drehmoment der Pumpenwelle 12 wird anstelle eines Zapfens über eine Verzahnung 33 auf den Exzenter 32 über­ tragen, während sich der vordere Bereich der Pumpenwelle 12 mit einem Schiebesitz 34 auf der Lagerbuchse 31 abstützt. Die Verzahnung 33 hat den Vorteil, daß das Drehmoment am gesamten Umfang auf die Lagerbuchse 31 übertragen wird.

Die Fig. 4 unterscheidet sich von Fig. 3 dadurch, daß die mit dem Exzenter 32 einteilige Lagerbuchse 31 über eine Gleitbuchse 35 auf der Leitradhohlwelle 8 gelagert ist. Die Gleitbuchse 35 weist an ihrem dem Wandler 3 zugewandten Ende einen Bund 36 auf, in den eine Verzahnung 37 eingearbeitet ist, die wiederum in die Pumpenwelle 12 eingreift. Das andere hochgezogene Ende der Gleitbuchse 35 greift formschlüssig in den Exzenter 32 ein. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß sich die Verzahnung 37 und die Formschluß­ verbindung mit dem Exzenter 32 preisgünstig durch Stanzen herstellen lassen.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung ähnlich Fig. 3, in der eine Verzahnung 38 in der Pumpenwelle 12 in eine ent­ sprechende Gegenverzahnung der mit dem Exzenter 32 eintei­ ligen Lagerbuchse 31 eingreift. Damit man die Verzahnung 38 in der Pumpenwelle 12 durch Räumen herstellen kann, ist ein Axiallager 40 vorteilhaft außen in einem Absatz 41 des Pum­ penrades 6 geführt. Weiterhin gehört zur Erfindung, daß man anstelle eines Schiebesitzes eine Kugelkalotte 42 zwischen der Lagerbuchse 31 und der Pumpenwelle 12 vorsieht. Die Kugelkalotte sorgt für eine gute Radialbeweglichkeit und für einen Ausgleich von Bautoleranzen.

Bezugszeichenliste

1 Radialkolbenpumpe
2 Getriebegehäuse
3 hydrodynamischer Wandler
4 Leitrad
5 Turbinenrad
6 Pumpenrad
7 Freilauf
8 Leitradhohlwelle
9 Schiebesitz
10, 10A Lagerbuchse
11 Exzenter
12 Pumpenwelle
13 Zapfen
14 Gleitbuchse
15 Gleitring
16 Kolben
17 Druckfeder
18 Kolbenboden
19 Sammelringnut
20 Zylinderbohrung
21 Pumpengehäuse
22 Stopfen
23 Bohrung in 22
24 Rillen
25 Dichtfläche
26 Bandfeder
27 Innenzahnradpumpe
28 Innenrad
29 Saugniere
30 Hohlrad
31 Lagerbuchse
32 Exzenter
33 Verzahnung
34 Schiebesitz
35 Gleitbuchse
36 Bund
37 Verzahnung an 36
38 Verzahnung an 12
39 Rückschlagventile
40 Axiallager
41 Absatz
42 Kugelkalotte
43 Auslaßbohrungen
44 Sammelkanal

Claims (9)

1. Getriebe, insbesondere Automatgetriebe für Kraftfahr­ zeuge mit einer Verdrängerpumpe (1; 27), für die Versorgung einer Schmiereinrichtung und/oder von Steuer- und Betäti­ gungseinrichtungen des Getriebes, wobei eine Pumpen­ welle (12) eines Wandlers (3) ein Antriebselement der Ver­ drängerpumpe über eine Formschlußverbindung antreibt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - das Antriebselement (Exzenter 11; Innenrad 28) sitzt fest auf einer Lagerbuchse (10; 10A), deren axiale Länge größer ist als die Basis des Antriebselements;
• - ein überstehender Abschnitt der Lagerbuchse (10; 10A) erstreckt sich in Richtung der Pumpenwelle (12) und auf dem überstehenden Abschnitt ist die Pumpen­ welle (12) mit Schiebesitz gelagert.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerbuchse (10) einteiliges Bauteil des Exzenters (11) einer Radialkolbenpumpe (1) ist (Fig. 3).

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerbuchse (10A) einteiliges Bauteil eines Innenrades (28) einer Innenzahnradpumpe (27) ist (Fig. 2).

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerbuchse (10; 10A) in eine Bohrung des Antriebselements (Exzenter 11; Innenrad 28) ein­ gepreßt ist (Fig. 1).

5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pumpenwelle (12) einen axial gerichteten Zapfen (13) aufweist, der zur Drehmitnahme in das Antriebselement (Exzenter 11; Innenrad 28) eingreift (Fig. 1).

6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pumpenwelle (12) und die Lager­ buchse (31) durch eine Verzahnung (33) miteinander verbun­ den sind und außerdem zwischen der Pumpenwelle (12) und der Lagerbuchse (31) ein Schiebesitz (34) vorgesehen ist (Fig. 3).

7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerbuchse (31) eine beidseitig hochgezogene Gleitbuchse (35) enthält und ein der Pumpen­ welle (12) zugewandter Bund (36) eine Verzahnung (37) trägt, die in eine entsprechende Verzahnung der Pumpenwelle (12) eingreift und daß das dem Bund (36) gegenüberliegende hoch­ gezogene Ende formschlüssig in das Antriebselement (Exzen­ ter 11; Innenrad 28) eingreift (Fig. 4).

8. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verzahnung (38) in der Pumpen­ welle (12) geräumt ist und sich ein Axiallager (40) an der Innenseite des Pumpenrades (6) an einem Absatz (41) ab­ stützt (Fig. 5).

9. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schiebesitz zwischen Pumpen­ welle (12) und Lagerbuchse (31) als Kugelkalotte (42) ausge­ führt ist (Fig. 5).