EP2737213A2 - Getriebepumpe - Google Patents

Getriebepumpe

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EP2737213A2
EP2737213A2 EP12728484.2A EP12728484A EP2737213A2 EP 2737213 A2 EP2737213 A2 EP 2737213A2 EP 12728484 A EP12728484 A EP 12728484A EP 2737213 A2 EP2737213 A2 EP 2737213A2
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pump
gear
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driving
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ZF Friedrichshafen AG
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ZF Friedrichshafen AG
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    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
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    • F04C2/101—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with a crescent-shaped filler element, located between the inner and outer intermeshing members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C15/0073—Couplings between rotors and input or output shafts acting by interengaging or mating parts, i.e. positive coupling of rotor and shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member

Definitions

  • the invention relates to a gear pump, in particular a gear oil pump of an automatic transmission of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • Gear pumps in particular gear oil pumps are known from the prior art, which are driven by the internal combustion engine and / or an electric machine of the vehicle.
  • pump systems are known which comprise two pumps, which are driven by the internal combustion engine or an electric machine.
  • variable displacement pumps two or more pump concepts and pumps in combination with a pressure accumulator are known.
  • a delivery unit for conveying fuel from a storage tank to the internal combustion engine of a motor vehicle with a feed pump which is designed as an internal gear pump and has an internal gear toothed ring and a meshing with this gear as a conveyor gear, wherein between the teeth formed pumping chambers are limited in the direction of the axis of rotation on the one hand by a cover plate and on the other hand by a thrust washer and in the cover plate, a suction port and a pressure port of the feed pump are formed. Further, the gear is pressed by a pressing member against the thrust washer, whereby it is held in abutment against a base plate. This ensures that the ring gear and the gear can not perform any axial movements, which means that pressure pulsations of the pump and disturbing noises are avoided.
  • the sliding on the base plate face of the thrust washer and the end face of the base plate are tuned to optimize the friction conditions.
  • the teeth of the conveying members of the feed pump can be designed as helical gears, which results in an acting on the toothed ring axial force by which it is pressed against the thrust washer.
  • the advantage should be achieved that between the thrust washer and the toothed ring a positive connection is required only in the direction of rotation.
  • the present invention has for its object to provide a gear pump, in particular a gear oil pump of an automatic transmission of a motor vehicle, in which the pump gears are passed without increased manufacturing and assembly costs in the operation of the pump axially in the direction of the pump housing, whereby a sliding of the pump gears on the surface of the pump cover or the ⁇ l Replacementsflansches and thus increased wear of the pump cover and the ⁇ l Replacementsflansches is avoided.
  • a gear pump in particular a gear oil pump of an automatic transmission of a motor vehicle, proposed, comprising a pump housing and a pump cover or ⁇ l Economicssflansch, driven in the case of a gear pump, the driving pump gear and in the case of a vane pump, the diegelzellenrad via a pump connected to the drive shaft active pump driver is, wherein the Pumpenmitauerdon have such an inclined position, that in the case of a gear pump, the driving pump gear and in the case of a vane pump, the diegelzellenrad be directed axially towards the pump housing and come to the pump housing to a plant.
  • the toothing between the driving and driven pump gears likewise has a specific inclination, such that the driven pump gear, e.g. in the case of a réelle leopardrad- pump the ring gear, is directed axially in the direction of the pump housing and comes to the pump housing to a plant.
  • the pump housing is preferably designed as a cast iron housing and the pump cover or ⁇ l Operationsflansch preferably as a light metal component, for example of aluminum or magnesium casting.
  • the concept according to the invention avoids the axial oscillation of the pump gears in the direction of the light metal component, which results in a significant reduction of the wear. Furthermore, when the pump is operating axially, a uniform air gap is created between the pump gears and the light metal component. Advantageously, thereby the efficiency of the pump can be increased. A targeted, slight sliding of the pump gears on the surface of the cast iron housing is uncritical due to the self-lubrication effect of iron casting.
  • Figure 1 A schematic sectional view of a state of the
  • Figure 2 is a plan view of an internal gear pump according to the invention.
  • FIG. 3 shows a sectional view along the line A-A from FIG. 2 and a sectional view along the line B-B from FIG. 2.
  • gear pump 1 shows a gear pump 1 is shown, which has a manufactured from cast iron housing 2 and designed as a light metal component pump cover 3.
  • the executed as an internal gear pump gear pump 1 is driven by a pump drive shaft 4, wherein for this purpose an operatively connected to the drive shaft 4 Pumpenmitcret 5 is provided, whereby the rotational movement of the drive shaft 4 is transmitted to the driving pump gear 6, which in turn as a ring gear, comprising a Internal gear running driven pump gear 7 drives.
  • the gear pump 1 can be used for example as a transmission oil pump.
  • the toothing 8 between the driving pump gear 6 and the driven pump gear 7 also has a targeted inclination, such that the driven pump gear 7, is directed axially in the direction of the iron casting housing 2, whereby it at the cast iron housing 2 to a defined plant 14 comes, as illustrated by the lower part of Figure 3.
  • the helix angle of the toothing 8 between the driving pump gear 6 and the driven pump gear 7 is shown in the lower part of Figure 3 and provided with the reference symbol ß.
  • the axial force acting during operation of the gear pump 1 is illustrated by the arrow 12.
  • a uniform, stable air gap 15 is formed axially between the driven pump gear 7 and the pump cover 3 designed as a light metal component.
  • the axial pendulum of the driving pump gear 6 and of the driven pump gear 7 in the direction of the pump cover 3 designed as a light metal component is avoided, which advantageously results in a significant reduction in wear and an increase in the service life of the gear pump 1.

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Abstract

Es wird eine Getriebepumpe (1), insbesondere eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend ein Pumpengehäuse (2) und einen Pumpendeckel (3) oder Ölführungsflansch, bei der für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad (6) und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad über einen mit der Pumpenantriebswelle (4) wirkverbundenen Pumpenmitnehmer (5) angetrieben wird, wobei die Pumpenmitnehmerflächen eine derartige Schrägstellung aufweisen, dass das antreibende Pumpenzahnrad (6) axial in Richtung des Pumpengehäuses (2) geleitet wird und an dem Pumpengehäuse (2) zu einer Anlage kommt.

Description

Getriebepumpe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebepumpe, insbesondere auf eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Aus dem Stand der Technik sind Getriebepumpen, insbesondere Getriebeölpumpen bekannt, die über den Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine des Fahrzeugs angetrieben werden. Des Weiteren sind Pumpensysteme bekannt, die zwei Pumpen umfassen, welche über den Verbrennungsmotor bzw. eine elektrische Maschine angetrieben werden. Ferner sind Verstellpumpen, zwei- oder mehrflutige Pumpenkonzepte sowie Pumpen in Kombination mit einem Druckspeicher bekannt.
Als Zahnrad- und Flügelzellenpumpen ausgeführte Getriebepumpen sowie Kompressoren sind nach dem Stand der Technik axialkraftfrei aufgebaut, wodurch ein möglichst reibungsfreier Lauf der Pumpenzahnräder innerhalb der Pumpengehäuse erzielt werden soll.
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Pumpengehäuse aus Eisen- guss und die Pumpendeckel oder Ölführungsflansche als Leichtmetallbauteile aus Aluminium- oder Magnesiumguss herzustellen.
Durch die axialkraftfreie Auslegung der Pumpenzahnräder entsteht in nachteiliger Weise eine Art Axialpendeln dieser Zahn- bzw. Flügelräder, wobei der Anteil der Pendelausschläge in Richtung des Pumpengehäuses und des Pumpendeckels bzw. Ölfüh- rungsflansches in etwa gleich sind.
Das Axialpendeln der Pumpenzahnräder, die in der Regel aus Stahl oder durch Sintern hergestellt sind, in Richtung des Leichmetallbauteils, d.h. des Pumpendeckels bzw. des Ölführungsflansches führt zu einem höheren Verschleiß der Pumpeninnenfläche. Aus der DE 43 15 432 A1 ist ein Förderaggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einer Förderpumpe bekannt, die als Innenzahnradpumpe ausgebildet ist und als Förderglieder einen innenverzahnten Zahnring und ein mit diesem kämmendes Zahnrad aufweist, wobei die zwischen den Verzahnungen gebildeten Pumpkammern in Richtung der Drehachse einerseits durch eine Deckplatte und andererseits durch eine Anlaufscheibe begrenzt sind und in der Deckplatte eine Saugöffnung und eine Drucköffnung der Förderpumpe ausgebildet sind. Ferner wird das Zahnrad durch ein Andrückelement gegen die Anlaufscheibe gedrückt, wodurch diese in der Anlage an einer Grundplatte gehalten wird. Dadurch wird erreicht, dass der Zahnring und das Zahnrad keine axialen Bewegungen ausführen können, was dazu führt, dass Druckpulsationen der Pumpe und störende Geräusche vermieden werden.
Beim bekannten Förderaggregat ist zudem vorgesehen, dass die auf der Grundplatte gleitende Stirnfläche der Anlaufscheibe und die Stirnfläche der Grundplatte zur Optimierung der Reibverhältnisse aufeinander abgestimmt sind. Die Verzahnungen der Förderglieder der Förderpumpe können als Schrägverzahnungen ausgeführt sein, wodurch sich eine auf den Zahnring wirkende axiale Kraft ergibt, durch die dieser gegen die Anlaufscheibe gedrückt wird. Dadurch soll der Vorteil erzielt werden, dass zwischen der Anlaufscheibe und dem Zahnring eine formschlüssige Verbindung lediglich in Drehrichtung erforderlich ist.
Die aus der DE 43 15 432 A1 bekannte Konstruktion weist den Nachteil auf, dass viele Bauteile, wie beispielsweise Andrückelemente und Anlaufscheiben benötigt werden, um eine axiale Stabilisierung zu erzielen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebepumpe, insbesondere eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei der die Pumpenzahnräder ohne erhöhten Herstellungs- und Montageauf- wand im Betrieb der Pumpe axial in Richtung des Pumpengehäuses geleitet werden, wodurch ein Gleiten der Pumpenzahnräder auf der Oberfläche des Pumpendeckels bzw. des Ölführungsflansches und somit ein erhöhter Verschleiß des Pumpendeckels bzw. des Ölführungsflansches vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Getriebepumpe, insbesondere eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, vorgeschlagen, umfassend ein Pumpengehäuse und einen Pumpendeckel oder Ölführungsflansch, bei der für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad über einen mit der Pumpenantriebswelle wirkverbundenen Pumpenmitnehmer angetrieben wird, wobei die Pumpenmitnehmerflächen eine derartige Schrägstellung aufweisen, dass für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad axial in Richtung des Pumpengehäuses geleitet werden und am Pumpengehäuse zu einer Anlage kommen.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für den Fall einer Zahnradpumpe die Verzahnung zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Pumpenzahnrad ebenfalls eine gezielte Schrägstellung aufweist, derart, dass auch das angetriebene Pumpenzahnrad, z.B. für den Fall einer Innenzahnrad- pumpe das Hohlrad, axial in Richtung des Pumpengehäuses geleitet wird und am Pumpengehäuse zu einer Anlage kommt.
Gemäß der Erfindung ist das Pumpengehäuse vorzugsweise als Eisengussgehäuse und der Pumpendeckel oder Ölführungsflansch vorzugsweise als Leichtmetallbauteil, beispielsweise aus Aluminium- oder Magnesiumguss, ausgeführt.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird das Axialpendeln der Pumpenzahnräder in Richtung des Leichtmetallbauteils vermieden, was in einer signifikanten Reduzierung des Verschleißes resultiert. Des Weiteren entsteht im Betrieb der Pumpe axial betrachtet zwischen den Pumpenzahnrädern und dem Leichtmetallbauteil ein gleichmäßiger Luftspalt. In vorteilhafter Weise kann dadurch der Wirkungsgrad der Pumpe erhöht werden. Ein gezieltes, geringfügiges Gleiten der Pumpenzahnräder auf der Oberfläche des Eisengussgehäuses ist aufgrund des Eigenschmierungseffektes von Eisenguss unkritisch.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : Eine schematische Schnittansicht einer nach dem Stand der
Technik ausgeführten Innenzahnradpumpe zur Veranschaulichung der für die Erfindung relevanten Bauteile;
Figur 2: eine Draufsicht einer gemäß der Erfindung ausgeführten Innenzahnradpumpe; und
Figur 3: eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Figur 2 und eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus Figur 2.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bauteile.
In Figur 1 ist eine Getriebepumpe 1 dargestellt, welche ein aus Eisenguss hergestelltes Gehäuse 2 und einen als Leichtmetallbauteil ausgeführten Pumpendeckel 3 aufweist. Die als Innenzahnradpumpe ausgeführte Getriebepumpe 1 wird durch eine Pumpenantriebswelle 4 angetrieben, wobei zu diesem Zweck ein mit der Antriebswelle 4 wirkverbundener Pumpenmitnehmer 5 vorgesehen ist, wodurch die Drehbewegung der Antriebswelle 4 auf das antreibende Pumpenzahnrad 6 übertragen wird, welches wiederum das als Hohlrad, umfassend eine Innenverzahnung ausgeführte angetriebene Pumpenzahnrad 7 antreibt. Die Getriebepumpe 1 kann beispielsweise als Getriebeölpumpe verwendet werden.
In Figur 1 ist die die Verzahnung zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Pumpenzahnrad mit dem Bezugszeichen 8 versehen. Die Rotationsrichtung im Betrieb der Getriebepumpe 1 ist in der in Figur 2 gezeigten Draufsicht durch den Pfeil 9 veranschaulicht.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf Figur 3, deren oberer Teil eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Figur 2 und deren unterer Teil eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus Figur 2 ist, weisen die Pumpenmitnehmerf lachen eine gezielte Schrägstellung auf, derart, dass das antreibende Pumpenzahnrad 6 gezielt axial in Richtung des Eisengussgehäuses 2 geleitet wird und an dem Eisengussgehäuse 2 zu einer definierten Anlage kommt, die durch das Bezugszeichen 10 veranschaulicht wird.
Die erzeugte Axialkraft entlang der Hauptachse der Getriebepumpe 1 wird in Figur 3 durch den Pfeil 12 veranschaulicht, wobei Pfeil 13 die Rotationsrichtung im Betrieb der Getriebepumpe 1 andeutet. Der resultierende Schrägungswinkel zwischen der Antriebswelle 4 und der Pumpenmitnehmerf läche des Pumpenmitnehmers 5 ist im oberen Teil der Figur 3 gezeigt und mit dem Bezugszeichen α versehen.
Des Weiteren entsteht gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf den oberen Teil der Figur 3 axial betrachtet zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad 6 und dem als Leichtmetallbauteil ausgeführten Pumpendeckel 3 ein gleichmäßiger, stabiler Luftspalt 1 1 .
Bei dem gezeigten Beispiel weist die Verzahnung 8 zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad 6 und dem angetriebenen Pumpenzahnrad 7 ebenfalls eine gezielte Schrägstellung auf, derart, dass auch das angetriebene Pumpenzahnrad 7, axial in Richtung des Eisengussgehäuses 2 geleitet wird, wodurch es an dem Eisengussgehäuse 2 zu einer definierten Anlage 14 kommt, wie anhand des unteren Teils der Figur 3 veranschaulicht. Der Schrägungswinkel der Verzahnung 8 zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad 6 und dem angetriebenen Pumpenzahnrad 7 ist im unteren Teil der Figur 3 gezeigt und mit dem Bezugszeichen ß versehen. Die im Betrieb der Getriebepumpe 1 wirkende Axialkraft ist durch den Pfeil 12 veranschaulicht. Wie dem unteren Teil der Figur 3 zu entnehmen, entsteht axial betrachtet auch zwischen dem angetriebenen Pumpenzahnrad 7 und dem als Leichtmetallbauteil ausgeführten Pumpendeckel 3 ein gleichmäßiger, stabiler Luftspalt 15.
Durch die Erfindung wird das Axialpendeln des antreibenden Pumpenzahnrades 6 und des angetriebenen Pumpenzahnrades 7 in Richtung des als Leichtmetallbauteil ausgeführten Pumpendeckels 3 vermieden, was in vorteilhafter Weise in einer signifikanten Reduzierung des Verschleißes und einer Erhöhung der Lebensdauer der Getriebepumpe 1 resultiert.
Bezuqszeichen
1 Getriebepumpe
2 aus Eisenguss hergestelltes Gehäuse
3 als Leichtmetallbauteil ausgeführter Pumpendeckel
4 Pumpenantriebswelle
5 Pumpenmitnehmer
6 antreibendes Pumpenzahnrad
7 angetriebenes Pumpenzahnrad
8 Verzahnung zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad 6 und dem angetriebenen Pumpenzahnrad 7
9 Rotationsrichtung
10 Anlage des antreibenden Pumpenzahnrades 6 an dem Eisengussgehäuse 2
1 1 Luftspalt
12 Axialkraft
13 Rotationsrichtung
14 Anlage des angetriebenen Pumpenzahnrades 7 an dem Eisengussgehäuse 2
15 Luftspalt
α Schrägungswinkel
ß Schrägungswinkel

Claims

Patentansprüche
1 . Getriebepumpe (1 ), insbesondere eine Getriebeölpumpe eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Pumpengehäuse (2) und einen Pumpendeckel (3) oder Olführungsflansch, bei der für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad (6) und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad über einen mit der Pumpenantriebswelle (4) wirkverbundenen Pumpenmitnehmer (5) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenmitneh- merflächen eine derartige Schrägstellung aufweisen, dass für den Fall einer Zahnradpumpe das antreibende Pumpenzahnrad (6) und für den Fall einer Flügelzellenpumpe das Flügelzellenrad axial in Richtung des Pumpengehäuses (2) geleitet wird und an dem Pumpengehäuse (2) zu einer Anlage kommt.
2. Getriebepumpe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall einer Zahnradpumpe die Verzahnung (8) zwischen dem antreibenden Pumpen- zahnrad (6) und dem angetriebenen Pumpenzahnrad (7) eine derartige Schrägstellung aufweist, dass das angetriebene Pumpenzahnrad (7) axial in Richtung des Pumpengehäuses (2) geleitet wird, wodurch es an dem Pumpengehäuse (2) zu einer Anlage (14) kommt.
3. Getriebepumpe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass axial betrachtet zwischen dem antreibenden Pumpenzahnrad (6) und dem Pumpendeckel (3) ein gleichmäßiger, stabiler Luftspalt (1 1 ) entsteht.
4. Getriebepumpe (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass axial betrachtet zwischen dem angetriebenen Pumpenzahnrad (7) und dem Pumpendeckel (3) ein gleichmäßiger, stabiler Luftspalt (1 5) entsteht.
5. Getriebepumpe (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) als Eisengussgehäuse ausgebildet ist.
6. Getriebepumpe (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpendeckel (3) als Leichtmetallbauteil ausgeführt ist.
7. Getriebepumpe (1 ), nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Getriebeölpumpe für ein Kraftfahrzeug verwendet wird.
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WO (1) WO2013013883A2 (de)

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