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Die Erfindung betrifft eine Ölpumpe eines automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes, die in einer Off-Axis-Ausführung achsparallel zu einer zentralen Eingangswelle des Getriebes angeordnet ist, und deren Primärrotor über eine Pumpenantriebsstufe mit einem Pumpenantriebsrad und einem Pumpenabtriebsrad mit der Triebwelle eines Antriebsmotors in Triebverbindung steht, wobei das Pumpenantriebsrad koaxial zu der Eingangswelle des Getriebes angeordnet, formschlüssig mit der Triebwelle des Antriebsmotors verbunden, und über ein Gleitlager auf einem Lagerbund eines gehäusefesten Lagerschildes drehbar gelagert ist, wobei das Gleitlager des Pumpenantriebsrades mit einer Druckölversorgung versehen ist, die eine an eine Druckleitung angeschlossene, zwischen einem Anfahrelement und dem Lagerschild angeordnete Verbindungsleitung sowie eine mit dieser verbundene, innerhalb des Lagerbundes verlaufende und bis in den Lagerspalt des Gleitlagers führende Anschlussleitung aufweist.
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Die Ölpumpe eines automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes hat die Aufgabe, die über zugeordnete Steuerventile ansteuerbaren Stellzylinder der Reibschaltelemente eines Planeten-Automatgetriebes oder der Gang- und Kupplungssteller eines automatisierten Schalt- oder Doppelkupplungsgetriebes oder des Variators eines stufenlos verstellbaren Getriebes mit Drucköl sowie die Lagerstellen und Verzahnungen des jeweiligen Getriebes und bedarfsweise auch das jeweilige Anfahrelement (Lamellenkupplung oder hydrodynamischer Drehmomentwandler) mit Schmier- und Kühlöl zu versorgen. Damit die Ölversorgung auch bei stehendem Kraftfahrzeug und bei geöffneter Anfahrkupplung sichergestellt ist, steht der Rotor einer mechanisch angetriebenen Ölpumpe üblicherweise unmittelbar mit der Triebwelle des Antriebsmotors oder mit einem mit der Triebwelle drehfest verbundenen Bauteil, wie z. B. dem Pumpenrad eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers oder dem Kupplungskorb einer als Trockenkupplung oder als Lamellenkupplung ausgebildeten Reibungskupplung, in Triebverbindung.
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Bekannte Bauarten von Ölpumpen sind die Zahnradpumpe (Außenzahnradpumpe), die Sichelpumpe (Innenzahnradpumpe), die Radialkolbenpumpe und die Flügelzellenpumpe. Hinsichtlich der Anordnung bezüglich der Eingangswelle des Getriebes kann zwischen einer Inline-Anordnung und einer Off-Axis-Anordnung der Ölpumpe unterschieden werden. Bei einer Inline-Anordnung der Ölpumpe ist zumindest der angetriebene Primärrotor der Ölpumpe koaxial zu der Eingangswelle des Getriebes angeordnet und kraft- und/oder formschlüssig mit der Triebwelle des Antriebsmotors oder mit einem mit dieser drehfest verbundenen Bauteil verbunden. Eine Inline-Anordnung einer Sichelpumpe eines Planeten-Automatgetriebes ist beispielsweise aus der
DE 102 27 314 A1 bekannt. Eine Inline-Anordnung einer Radialkolbenpumpe eines Planeten-Automatgetriebes ist in
2 der
WO 93/011376 A1 beschrieben.
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Ist eine Inline-Anordnung aufgrund beengter Platzverhältnisse nicht möglich oder wird eine Verkleinerung der Ölpumpe bei gleicher Förderleistung angestrebt, so wird eine Off-Axis-Anordnung der Ölpumpe verwendet, bei der die Ölpumpe achsparallel zu der Eingangswelle des Getriebes angeordnet ist, und deren Primärrotor über eine, zumeist als Stirnzahnradpaar mit einem Pumpenantriebsrad und einem Pumpenabtriebsrad ausgebildete Pumpenantriebsstufe sowie eine das Pumpenabtriebsrad mit dem Primärrotor verbindende Pumpenwelle mit der Triebwelle des Antriebsmotors in Triebverbindung steht. Hierbei ist das Pumpenantriebsrad koaxial zu der Eingangswelle des Getriebes angeordnet und kraft- und/oder formschlüssig, häufig sogar einstückig mit einem mit der Triebwelle des Antriebsmotors drehfest verbundenen Bauteil verbunden.
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Eine Off-Axis-Anordnung einer Zahnradpumpe eines automatisierten Schaltgetriebes ist aus der
DE 43 42 233 B4 bekannt. Bei dieser Pumpenanordnung besteht die Pumpenantriebsstufe aus einem Stirnzahnradpaar mit einem Pumpenantriebsrad und einem Pumpenabtriebsrad, wobei das Pumpenantriebsrad einstückig mit der Eingangswelle des Getriebes ausgebildet ist, und das Pumpenabtriebsrad über eine erste Freilaufkupplung mit der mit einem ersten Pumpenrad der Ölpumpe verbundenen Pumpenwelle in Verbindung steht. Damit die Ölversorgung des Getriebes auch bei abgestelltem Antriebsmotor oder bei geöffneter Anfahrkupplung sichergestellt werden kann, ist ein zweiter Antriebszweig der Ölpumpe vorgesehen, der einen über eine zweite Freilaufkupplung mit einem zweiten Pumpenrad der Ölpumpe in Verbindung stehenden Elektromotor umfasst. Die Ölpumpe kann bei ausreichender Förderleistung verkleinert werden, wenn diese mit erhöhter Drehzahl angetrieben werden soll, d. h. nur bei höherer Motordrehzahl von dem Antriebsmotor, sonst aber von dem Elektromotor angetrieben werden soll.
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Eine Off-Axis-Anordnung einer Sichelpumpe eines mit zwei Elektromaschinen zu einem Hybridantrieb erweiterten Planeten-Automatgetriebes ist in der
DE 10 2004 045 462 A1 beschrieben. Bei dieser Pumpenanordnung besteht die Pumpenantriebsstufe aus einem Stirnzahnradpaar mit einem Pumpenantriebsrad und einem Pumpenabtriebsrad, wobei das Pumpenantriebsrad starr an einem drehfest mit der Eingangswelle des Getriebes verbundenen Planetenträger befestigt ist. Aufgrund einer Übersetzung der Pumpenantriebsstufe ins Schnelle ist die Ölpumpe im Vergleich zu einer Inline-Anordnung bei gleicher Förderleistung deutlich verkleinert. Die starr mit dem Pumpenabtriebsrad und dem Primärrotor der Ölpumpe verbundene Pumpenwelle ist gleitgelagert, wobei das erforderliche Schmieröl den Lagerstellen teils über eine Druckölversorgung und teils über eine Spritzölversorgung zugeführt wird.
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Da es bei derartig ausgebildeten Pumpenantriebsstufen insbesondere aufgrund der starren Verbindung des Pumpenantriebsrades mit einer Welle des Anfahrelementes oder des Getriebes erfahrungsgemäß zu toleranz- und montagebedingten Schäden an den Verzahnungen der Pumpenantriebs- und Abtriebsräder kommt, ist in der
WO 2008/031844 A1 vorgeschlagen worden, das Pumpenantriebsrad der Ölpumpe über ein Gleitlager auf einem Lagerbund eines gehäusefesten Lagerschildes drehbar zu lagern. Zum Antrieb der Ölpumpe steht das Pumpenantriebsrad formschlüssig, beispielsweise durch den Eingriff eines Mitnahmefingers in einen wellenseitigen Mitnahmeschlitz, mit der Triebwelle des Antriebsmotors oder einem mit dieser drehfest verbundenen Bauteil in Triebverbindung. Durch die gehäuseseitige Lagerung des Pumpenantriebsrades ist eine Entkoppelung der Pumpenantriebsstufe der Ölpumpe von Fertigungstoleranzen der benachbarten Kupplungs- und Getriebebauteile erreicht sowie eine vereinfachte Montage der Pumpenantriebsstufe ermöglicht. Zur Zufuhr des erforderlichen Schmieröls ist eine Spritzölversorgung vorgesehen, wobei Spritzöl mittels einer getriebeseitig neben dem Gleitlager angeordneten Ölauffangrinne aufgefangen und in den Lagerspalt des Gleitlagers geführt wird. Die Ölauffangrinne ist bevorzugt durch eine endseitige Aufweitung einer auf den Lagerbund des Lagerschildes aufgepressten Lagerhülse gebildet.
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Im normalen Fahrbetrieb reicht die zuletzt beschriebene Spritzölversorgung zur Versorgung des Gleitlagers mit Schmieröl völlig aus. Bei extremen Fahrmanövern, wie schnellen Beschleunigungen und Verzögerungen des Kraftfahrzeugs sowie schneller Kurvenfahrt, kann das Spritzöl durch die auftretenden Trägheitskräfte jedoch derart abgelenkt werden, dass kurzzeitig zu wenig Spritzöl von der Ölauffangrinne aufgefangen und dem Gleitlager zugeführt wird. Dies hat nachteilig einen unerwünscht hohen Verschleiß an den Lagerflächen des Gleitlagers und damit eine Erhöhung des Ausfallrisikos der Ölpumpe zur Folge.
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Aus der
DE 10 2008 005 239 A1 ist eine Ölpumpenanordnung in einem Doppelkupplungsgetriebe bekannt. Bei dieser wird die Ölpumpe über einen Mitnahmefinger von einer der Eingangswellen angetrieben.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Ölpumpe der eingangs genannten Art die Betriebssicherheit des Gleitlagers des Pumpenantriebsrades der Pumpenantriebsstufe und damit der Ölpumpe selbst mit möglichst geringem Aufwand zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ölpumpe mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ölpumpe sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9.
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Die Erfindung geht demnach aus von einer Ölpumpe eines automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes, die in einer Off-Axis-Ausführung achsparallel zu einer zentralen Eingangswelle des Getriebes angeordnet ist, und deren Primärrotor über eine Pumpenantriebsstufe mit mindestens einem Pumpenantriebsrad und einem Pumpenabtriebsrad mit der Triebwelle eines Antriebsmotors in Triebverbindung steht, wobei das Pumpenantriebsrad koaxial zu der Eingangswelle des Getriebes angeordnet, formschlüssig mit der Triebwelle des Antriebsmotors verbunden, und über ein Gleitlager auf einem Lagerbund eines gehäusefesten Lagerschildes drehbar gelagert ist.
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Zur Verbesserung der Ölversorgung des Gleitlagers des Pumpenantriebsrades und damit zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Ölpumpe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gleitlager alternativ oder ergänzend zu der vorhandenen Spritzölversorgung mit einer Druckölversorgung versehen ist. Diese Druckölversorgung ist dadurch relativ einfach und kostengünstig gestaltet, dass sie aus einer an eine Druckleitung angeschlossenen, zwischen einem Anfahrelement und dem Lagerschild angeordneten Verbindungsleitung sowie einer mit dieser verbundenen, innerhalb des Lagerbundes verlaufenden und bis in den Lagerspalt des Gleitlagers führenden Anschlussleitung besteht. Die Druckölversorgung ist daher ohne großen fertigungstechnischen Aufwand in einem bestehenden Getriebe nachrüstbar.
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Die Verbindungsleitung ist zweckmäßig an eine Sekundärdruckleitung einer von der Ölpumpe gespeisten Ölversorgungseinrichtung angeschlossen. Eine Sekundärdruckleitung führt Drucköl, das üblicherweise unter einem Druck von etwa 4 bis 8 bar steht und für die Schmier- und Kühlölversorgung von Lagern, Reibelementen und Verzahnungen des Getriebes sowie des Anfahrelementes vorgesehen ist. Aufgrund des relativ niedrigen Druckniveaus kann daher bei den Komponenten der Druckölversorgung auf preiswerte handelsübliche Bauteile zurückgegriffen werden. Zudem ist die Dosierung des dem Gleitlager zugeführten Ölvolumenstroms bei dem niedrigen Druckniveau der Sekundärdruckleitung einfacher realisierbar.
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Die Verbindungsleitung kann bevorzugt wahlweise als eine druckfeste biegsame Metallleitung oder als ein druckfester flexibler Gummischlauch ausgebildet sein. Derartige druckfeste Leitungen sind als standardisierte Bauteile in verschiedenen Dimensionen und Belastungsstufen relativ preiswert erhältlich und können in begrenztem Umfang an die jeweilige Einbaulage angepasst werden.
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Die Anschlussleitung, deren Herstellung den einzigen Fertigungsaufwand darstellt, ist zweckmäßig aus einer getriebeseitig außerhalb des Gleitlagers von radial außen bis etwa in die Mitte des Lagerbundes führenden ersten Radialbohrung, einer motorseitig bis in die erste Radialbohrung führenden und endseitig verschlossenen Axialbohrung, und einer im Bereich des größten Lagerspaltes des Gleitlagers von der axialen Mitte des Gleitlagers bis in die Axialbohrung führenden zweiten Radialbohrung gebildet. Es versteht sich in Kenntnis der Erfindung von selbst, dass die in den Lagerspalt des Gleitlagers führende zweite Radialbohrung bei Vorhandensein einer auf den Lagerbund des Lagerschildes aufgepressten Lagerhülse des Gleitlagers auch die Lagerwand der Lagerhülse durchdringt.
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Die Axialbohrung der Anschlussleitung kann endseitig, d. h. an der Stirnwand des Lagerbundes, durch einen eingepressten oder eingeschraubten Verschlussstopfen verschlossen sein.
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Bei Vorhandensein einer auf den Lagerbund des Lagerschildes aufgepressten Lagerhülse des Gleitlagers kann die Axialbohrung der Anschlussleitung jedoch auch durch die an der Stirnwand des Lagerbundes anliegende Stirnwand der Lagerhülse endseitig verschlossen sein.
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Die Verbindung der Verbindungsleitung mit der Anschlussleitung wird durch eine Druckverschraubung gebildet, die aus einem druckdicht mit dem freien Ende der Verbindungsleitung verbundenen, d. h. verpressten, verschraubten und/oder verklebten Ringstutzen und einer durch die Öffnung des Ringstutzens in die erste Radialbohrung der Anschlussleitung eingeschraubte Hohlschraube besteht. Eine derartige Druckverschraubung ist leicht montierbar und als standardisierte Baugruppe in verschiedenen Abmessungen erhältlich.
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Zur Dosierung des dem Gleitlager zugeführten Ölvolumenstroms ist zweckmäßig innerhalb der Druckölversorgung eine an das Druckniveau der Druckleitung angepasste Drosselstelle vorgesehen. Diese Drosselstelle der Druckölversorgung wird bevorzugt durch eine kalibrierte Zentralbohrung der genannten Hohlschraube gebildet, da diese technische Lösung einfach herstellbar ist und keinen zusätzlichen Fertigungs- und Montageaufwand erfordert.
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Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit einem Ausführungsbeispiel beigefügt. In dieser zeigt 1 einen Ausschnitt eines Längsschnittes eines automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes mit einem Gleitlager eines Pumpenantriebsrades und einer zugeordneten Druckölversorgung.
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Eine in 1 nicht abgebildete Ölpumpe des automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes ist in einer sogenannten Off-Axis-Ausführung achsparallel zu einer zentralen Eingangswelle des Getriebes angeordnet, wobei der Primärrotor der Ölpumpe über eine Pumpenantriebsstufe mit einem Pumpenantriebsrad 1 und einem Pumpenabtriebsrad mit der Triebwelle eines Antriebsmotors in Triebverbindung steht. Das hohlzylindrisch ausgebildete Pumpenantriebsrad 1 ist koaxial zu der Drehachse 2 der Eingangswelle des Getriebes angeordnet und steht über eine nicht dargestellte formschlüssige Verbindung mit der Triebwelle des Antriebsmotors oder einem mit dieser drehfest verbundenen Bauteil in Triebverbindung. Das Pumpenantriebsrad 1 ist über ein Gleitlager 3 auf einem ringförmigen Lagerbund 4 eines gehäusefesten Lagerschildes 5 drehbar gelagert.
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Das Gleitlager 3 umfasst eine in das Pumpenantriebsrad 1 eingepresste äußere Gleitlagerbuchse 6 und die eine innere Gleitlagerbuchse bildende Lagerwand 7 einer auf dem Lagerbund 4 aufgepressten Lagerhülse 8. Zum Ausgleich unterschiedlicher Wärmedehnungen des üblicherweise aus Stahl hergestellten Pumpenantriebsrades 1 und des üblicherweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Lagerschildes 5 ist die Lagerhülse 8 bevorzugt aus einem Stahlblech hergestellt und die Lagerwand 7 der Lagerhülse 8 von der zylindrischen Außenwand des Lagerbundes 4 beabstandet.
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Zur Schmieröl-Versorgung des Gleitlagers 3 des Pumpenantriebsrades 1 ist eine Druckölversorgung 9 vorgesehen, die eine an eine in 1 nicht erkennbare Sekundärdruckleitung angeschlossene, zwischen einem Anfahrelement und dem Lagerschild 5 angeordnete Verbindungsleitung 10 sowie eine mit dieser verbundene, innerhalb des Lagerbundes 4 verlaufende und bis in den zwischen der äußeren Gleitlagerbuchse 6 und der Lagerwand 7 der Lagerhülse 8 befindlichen Lagerspalt 12 des Gleitlagers 3 führende Anschlussleitung 11 umfasst, so dass Drucköl aus der Sekundärdruckleitung entsprechend der Richtungspfeile 13 in den Lagerspalt 12 des Gleitlagers 3 gefördert wird.
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Die Verbindungsleitung 10 ist als eine druckfeste biegsame Metallleitung ausgebildet. Die Anschlussleitung 11 besteht aus einer getriebeseitig außerhalb des Gleitlagers 3 von radial außen bis etwa in die Mitte des Lagerbundes 4 führenden ersten Radialbohrung 14, einer motorseitig bis in die erste Radialbohrung 14 führenden und endseitig verschlossenen Axialbohrung 15, und einer im Bereich des größten Lagerspaltes 12 von der axialen Mitte des Gleitlagers 3 unter Durchdringung der Lagerwand 7 der Lagerhülse 8 bis in die Axialbohrung 15 führenden zweiten Radialbohrung 16.
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Die Axialbohrung 15 der Anschlussleitung 11 ist endseitig durch die Stirnwand 17 der auf den Lagerbund 4 des Lagerschildes 5 aufgepressten Lagerhülse 8 verschlossen. Der Zwischenraum zwischen der Lagerwand 7 der Lagerhülse 8 und der zylindrischen Außenwand des Lagerbundes 4 ist mittels eines in eine getriebeseitige Ringnut 18 des Lagerbundes 4 eingelegten Dichtring 19 abgedichtet.
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Die Verbindung der Verbindungsleitung 10 mit der Anschlussleitung 11 ist durch eine Druckverschraubung 20 gebildet, die aus einem druckdicht auf das freie Ende der 21 der Verbindungsleitung 10 aufgepressten Ringstutzen 22 und einer durch die Öffnung des Ringstutzens 22 in die erste Radialbohrung 14 der Anschlussleitung 11 eingeschraubte Hohlschraube 23 besteht. Zur Dosierung des dem Gleitlager 3 zugeführten Ölvolumenstroms ist die Zentralbohrung 24 der Hohlschraube 23 als eine an das Druckniveau der Sekundärdruckleitung angepasste Drosselstelle 25 ausgebildet.
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Mit der beschriebenen Druckölversorgung 9, die ohne großen fertigungstechnischen Aufwand alternativ oder ergänzend zu einer vorhandenen Spritzölversorgung des Gleitlagers 3 in ein bestehendes Kraftfahrzeug-Getriebe integrierbar ist, wird die Betriebssicherheit der Lagerung des Pumpenantriebsrades 1 und damit der betreffenden Ölpumpe wesentlich erhöht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pumpenantriebsrad
- 2
- Drehachse
- 3
- Gleitlager
- 4
- Lagerbund
- 5
- Lagerschild
- 6
- Gleitlagerbuchse
- 7
- Lagerwand der Lagerhülse
- 8
- Lagerhülse
- 9
- Druckölversorgung
- 10
- Verbindungsleitung
- 11
- Anschlussleitung
- 12
- Lagerspalt
- 13
- Richtungspfeil
- 14
- Erste Radialbohrung
- 15
- Axialbohrung
- 16
- Zweite Radialbohrung
- 17
- Stirnwand der Lagerhülse
- 18
- Ringnut
- 19
- Dichtring
- 20
- Druckverschraubung
- 21
- Freies Ende der Verbindungsleitung
- 22
- Ringstutzen
- 23
- Hohlschraube
- 24
- Zentralbohrung
- 25
- Drosselstelle