DE69716626T2

DE69716626T2 - Antriebsvorrichtung für eine servopumpe und getriebegehäuse in einem fahrzeug

Info

Publication number: DE69716626T2
Application number: DE69716626T
Authority: DE
Inventors: Stig-Erik Johannesson
Original assignee: Volvo Lastvagnar AB
Current assignee: Volvo Truck Corp
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1997-08-18
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: WO1998012064A1; EP0930981B1; DE69716626D1; BR9712075A; SE9603457L; ATE226523T1; SE9603457D0; SE507362C2; EP0930981A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für eine Servopumpe für ein Fahrzeug, wobei die Vorrichtung ein Zahnrad aufweist, das nicht rotierbar mit einer Welle, die in einem Getriebegehäuse montiert ist, verbunden ist, und das die Servopumpe durch eine Öffnung in dem Getriebegehäuse antreibt. Die Erfindung bezieht sich ebenso auf ein Fahrzeuggetriebe, umfassend eine in einem Getriebegehäuse montierte Welle, auf welcher Welle ein Zahnrad nicht rotierbar montiert ist, wobei das Zahnrad eine Fahrzeugservopumpe durch eine Öffnung in dem Getriebegehäuse antreibt.
Um das Lenken der Räder eines schweren Fahrzeugs wie einem Lastkraftwagen oder einem Bus zu erleichtern, wird eine Servolenkung eingesetzt. Falls die Servolenkung hydraulisch ist, wird der hydraulische Druck durch eine Servopumpe bereitgestellt, die durch den Fahrzeugmotor angetrieben ist. Als Zusatz zu der Servopumpe wird eine Notfallservopumpe vorgesehen, die dafür sorgt, dass das Fahrzeug stets lenkbar ist, wenn es rollt.
Es ist vorbekannt, die Notfallservopumpe mittels eines Zahnrades anzutreiben, das auf der Abtriebswelle des Getriebes angeordnet ist. In der bekannten Antriebsvorrichtung ist eine Anzahl von Bauteilen erforderlich, um unter anderem das Zahnrad auf der Abtriebswelle zu befestigen. Dies führt zu einer unerwünschten Erhöhung der Länge des Getriebes, um Raum für das Zahnrad zu schaffen. Es ist ebenso bekannt, die Notfallservopumpe mittels eines Riemenantriebes von einer Rolle, die auf einem Gegenflansch an der Abtriebswelle des Fahrzeuggetriebes montiert ist, anzutreiben. Ein Nachteil des Riemenantriebes besteht darin, dass das Riemengetriebe Raum einnimmt und die Antriebsriemen abgenutzt und gealtert werden, was zu einer geringeren Zuverlässigkeit führt.
Um die Geschwindigkeit bzw. die Drehzahl eines Fahrzeugs zu messen, ist es vorbekannt, ein Impulsrad an der Abtriebswelle des Fahrzeuggetriebes anzuordnen. Das Impulsrad stellt Impulse zu einem tachometrischen Sensor bereit, der Signale sendet, mittels derer die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden kann. In der Druckschrift US-A-3,758,859 (Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6) ist es offenbart, wie eine magnetische Tachometeraufnabme in einem Kraftstoff- oder Ölpumpengehäuse anzuordnen ist. Die Tachometeraufnahme empfängt Signale von einem rotierenden spiralförmigen Zahnrad, welches die Pumpe antreibt.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung und ein Getriebe des eingangs beschriebenen Typs bereitzustellen, welche die oben genannte Erhöhung der Länge des Getriebes beseitigen, wenn ein Zahnrad zum Antreiben einer Notfallservopumpe verwendet wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anzahl von Bauteilen in einem Fahrzeuggetriebe zu vermindern.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 bzw. Anspruch 6 gelöst.
Durch Integrieren eines Zahnrades mit einem vorhandenen Impulsrad in dem Getriebe wird eine Antriebsvorrichtung erhalten, die sehr wenig Raum in dem Getriebe erfordert. Dies bedeutet, dass die Länge des Getriebes nicht erhöht werden muss, wenn eine Servopumpe an das Getriebe gekoppelt werden soll. Dies vereinfacht den Einbau von Getrieben aufgrund der Tatsache, dass unterschiedliche Getriebevarianten mit und ohne Servopumpen dieselbe Einbaulänge besitzen werden. Die Anzahl an Bauteilen in dem Getriebe wird vermindert, da das Impulsrad und das Getriebe in ein einzelnes Bauteil integriert sind.
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf ein in den begleitenden Zeichnungen gezeigtes Beispiel beschrieben, wobei:
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Abschnitt eines Getriebes, in welchem eine Servopumpe montiert ist,
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Abschnitt des Getriebes in Fig. 1, betrachtet aus einem anderen Winkel, wobei ein tachometrischer Sensor in dem Getriebegehäuse montiert ist,
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Antriebsvorrichtung, und
Fig. 4 ist eine Draufsicht der Antriebsvorrichtung nach Fig. 3.
Fig. 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung 1, die nicht rotierbar auf einer Welle 2 montiert ist, die bevorzugt eine Abtriebswelle 2 eines Fahrzeuggetriebes 3 ist. Ein Gegenflansch 4 ist an dem Ende der Abtriebswelle 2 montiert und ist dazu ausgelegt, an der Fahrzeugantriebswelle (nicht gezeigt) angeschraubt zu werden. Das Getriebe 3 ist durch ein Getriebegehäuse 5 geschlossen, das zusammen mit dem Gegenflansch 4 und einem Lager 6 für die Welle 2 einen begrenzten Raum für die Antriebsvorrichtung 1 bildet.
Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst ein Zahnrad 7, das integral mit einem Impulsrad 8 hergestellt ist. Das Impulsrad 8 stellt Impulse an einen tachometrischen Sensor 9 bereit, der in einem Loch 10 in der Wand 11 des Getriebegehäuses 5 angeordnet ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Antriebsvorrichtung 1 ist keilartig 12 auf der Welle 2 montiert. Die Keile auf der Welle 2, die mit den Keilen auf der Antriebsvorrichtung 1 zusammenwirken, sind ebenso dazu vorgesehen, mit den Keilen an dem Gegenflansch 4 zusammenzuwirken. Die Antriebsvorrichtung 1 ist somit nicht rotierbar über die Keilverbindung 12 montiert und ist axial an einem Ende durch den Gegenflansch 4 und an dem anderen Ende durch das Lager 6 für die Welle 2 in dem Getriebegehäuse 5 blockiert. Der Gegenflansch 4 ist wiederum axial durch eine Mutter 13 verriegelt, die auf das Ende der Welle 2 aufgeschraubt ist.
Die Antriebsvorrichtung 1 liegt teilweise an einer radialen Fläche 14 des Gegenflansches 4 an. Dies bedeutet, dass die Antriebsvorrichtung 1 den Gegenflansch 4 teilweise umgeben wird. Aufgrund der Tatsache, dass die Antriebsvorrichtung 1 an der radialen Fläche 14 des Gegenflansches 4 anliegt, wird eine Lagerung für denjenigen Abschnitt der Antriebsvorrichtung 1 bereitgestellt, die mit Zähnen 15 ausgestattet ist. Allerdings kann radiales Spiel zwischen der Antriebsvorrichtung 1 und dem Gegenflansch 4 zugelassen werden, und dieser Spalt kann geschlossen werden, wenn die Zähne 15 schweren Lasten unterworfen sind.
Die Zähne 15 der Antriebsvorrichtung greifen in ein erstes Zahnrad 16 ein, das wiederum in ein zweites Zahnrad 17 eingreift, das auf dem Antriebswellenende 18 an der Servopumpe 19 montiert ist. Alternativ können die Zähne 15 der Antriebsvorrichtung 1 in direktem Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 17 sein, das auf dem Antriebswellenende 18 der Servopumpe montiert ist. Um es der Antriebsvorrichtung 1 zu ermöglichen, in das erste Zahnrad 16 einzugreifen, gibt es eine Öffnung 20 in einer Wand 11 des Getriebegehäuses 5. Wenn die Welle 2 rotiert, wird die Servopumpe 19 mittels der Antriebsvorrichtung 1 angetrieben, so dass die Servopumpe 19 Hydraulikfluid zu der Fahrzeugservolenkung pumpt.
Falls die Servopumpe 19 eine Notfallservopumpe sein soll, welche die Normalservopumpe (in diesem Fall nicht gezeigt) für das Servolenksystem ersetzt, wenn die normale Servopumpe nicht funktioniert, ist es wichtig, dass die Antriebsvorrichtung 1 an der Abtriebswelle 2 des Getriebes 3 montiert ist, da die Welle 2 stets rotieren wird, wenn sich das Fahrzeug bewegt. Dies bedeutet, dass die Fahrzeugservolenkung stets funktionieren wird, wenn das Fahrzeug rollt, unabhängig davon, ob die normale Servopumpe funktioniert oder nicht.
Das Impulsrad besitzt eine impulsausgebende Einrichtung 21, die aus einer Reihe von Löchern entlang des Umfangs der Antriebseinrichtung 1 bestehen kann. Wenn die Löcher den tachometrischen Sensor 9 passieren, wird dieser Impulse registrieren, deren Frequenz proportional zu der Rotationsgeschwindigkeit (Drehzahl) der Antriebsvorrichtung 1 ist. Der tachometrische Sensor 9 gibt somit Signale aus, durch welche die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden kann.
Der Zahneingriff zwischen der Antriebseinrichtung 1 und dem ersten Zahnrad 16 muss geschmiert sein, und hierfür wird mittels des Schmieröls gesorgt, das in dem Getriebe 3 zu finden ist. Um zu verhindern, dass Schmiermittel aus dem Getriebegehäuse 5 herausleckt, ist die Öffnung 20 durch eine Abdeckung 22 auf der Außenseite des Getriebegehäuses 5 umgeben. Die Abdeckung 22 bedeckt das erste und das zweite Zahnrad 16, 17 und wirkt als Dichtung für die Servopumpe 19. Eine radiale Dichtung 23 verhindert, dass Schmiermittel zwischen dem Getriebegehäuse 5 und dem Gegenflansch 4 herausleckt und dichtet gegen die radiale Fläche 14 des Gegenflansches 4 ab.
Fig. 3 und 4 zeigen die Antriebsvorrichtung 1, welche einen im wesentlichen rohrförmigen Abschnitt 24 besitzt, der ein erstes Ende 25 und ein zweites Ende 26 besitzt. Der Bereich des ersten Endes 24 besitzt das Zahnrad 7 und der Bereich zwischen den Enden 24, 26 ist das Impulsrad 8, wobei das Zahnrad 7 in einem Stück mit dem Impulsrad 8 hergestellt ist. Die Zähne 15 des Zahnrades 7 und die impulsbereitstellende Einrichtung 21 des Impulsrades 8 sind an oder in dem äußeren Umfang des rohrförmigen Abschnitts 24 angeordnet. An dem zweiten Ende 26 des rohrförmigen Abschnitts 24 gibt es ein scheibenförmiges Element 27 mit einem zentralen Durchgangsloch 28, das eine Umfangsfläche besitzt, die mit Befestigungseinrichtungen 30 ausgestattet ist, die mit entsprechenden Befestigungseinrichtungen an der Welle 2 zusammenwirken, auf der die Antriebsvorrichtung 1 montiert werden soll. Die Befestigungseinrichtungen 30 sind Keilverbindungen 12 in dem Beispiel, jedoch sind andere Befestigungseinrichtungen vorstellbar.
Gemäß den in Fig. 1-4 gezeigten Beispielen sind die impulsbereitstellende Einrichtung 21 des Impulsrades 8 und die Zähne 15 des Zahnrades 7 nebeneinander auf dem Umfang der Antriebsvorrichtung 1 angeordnet. Die impulsbereitstellende Einrichtung kann stattdessen auf einer axial ausgerichteten Fläche der Antriebsvorrichtung angeordnet sein, oder kann die Zähne selbst sein. In der letztgenannten Alternative ist der tachometrische Sensor 9 oberhalb der Zähne platziert.

Claims

1. Antriebsvorrichtung für eine Servopumpe (18) für ein Fahrzeug, wobei die Vorrichtung ein Zahnrad (7) aufweist, das nicht rotierbar mit einer Welle (2), die in einem Getriebegehäuse (3) montiert ist, verbunden ist, und das die Servopumpe (19) durch eine Öffnung in dem Getriebegehäuse (5) antreibt, worin das Zahnrad integral mit einem Impulsrad (8) hergestellt ist, das Impulse an einen tachometrischen Sensor (9) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) angeordnet ist, um einen Gegenflansch (4), der auf der Welle (2) montiert ist, teilweise zu umgeben.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle(2) eine Abtriebswelle in dem Getriebegehäuse (5) ist.

3. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsrad (8) Impuls bereitstellende Einrichtungen (21) besitzt, die auf der Peripherie der Antriebseinrichtung (1) angeordnet sind, und dadurch, dass das Zahnrad (7) Zähne (15) besitzt, die auf der Peripherie der Antriebsvorrichtung (1) liegen.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) mit der Welle (2) mittels einer Zahnwellenverbindung (12) verbunden ist und an einer radialen Fläche (14) des auf der Welle (2) montierten Gegenflansches (4) anliegt.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Servopumpe (19) eine Notfallservopumpe zum Steuern der Fahrzeugräder ist.

6. Fahrzeuggetriebe, das aufweist eine in einem Getriebegehäuse (5) montierte Welle (2), auf welcher Welle ein Zahnrad (7) nicht rotierbar montiert ist, wobei das Zahnrad (7) über Zahneingriff (16, 17) eine Fahrzeugservopumpe (19) durch eine Öffnung (20) in dem Getriebegehäuse (5) antreibt, worin das Zahnrad (7) integral mit einem Impulsrad (8) hergestellt ist, eine Antriebsvorrichtung(1) bildend, wobei das Impulsrad (8) Impulse zu einem tachometrischen Sensor (9) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) angeordnet ist, um einen Gegenflansch (4), der auf der Welle (2) montiert ist, teilweise zu umgeben.

7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) eine Abtriebswelle in dem Getriebegehäuse (5) ist.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulsrad (8) Impuls bereitstellende Einrichtungen (21) besitzt, die auf der Peripherie der Antriebsvorrichtung (1) angeordnet sind, und dadurch, dass das Zahnrad (7) Zähne (15) besitzt, die auf der Peripherie der Antriebsvorrichtung (1) angeordnet sind.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (1) mit der Welle (2) mittels einer Zahnwellenverbindung (12) verbunden ist und an einer radialen Fläche (14) des auf der Welle (2) montierten Gegenflansches (4) anliegt.

10. Getriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Servopumpe (19) eine Notfallservopumpe zum Steuern der Fahrzeugräder ist.