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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Antrieb von zwei Ölpumpen eines Fahrzeuggetriebes sowie ein Doppelkupplungsgetriebe mit Ölraumtrennung, wobei in einem ersten Ölraum die Doppelkupplung und in einem zweiten Ölraum das Getriebe angeordnet sind.
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Es ist bekannt, dass für die Ölversorgung von Automatgetrieben zwei voneinander unabhängige Ölpumpen, z.B. eine mechanische und eine elektrische Pumpe eingesetzt werden. Die mechanische Pumpe, die vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, fördert Öl für die Schmierung und Kühlung; die elektrische Pumpe deckt einen Zusatzbedarf ab, baut z.B. bei einer Start-Stopp-Automatik den notwendigen Öldruck für die Schaltelemente auf, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist.
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Es ist weiterhin bekannt – z.B. durch die
EP 1 954 965 B1 – dass man bei einem Doppelkupplungsgetriebe die Ölräume für die Doppelkupplung einerseits und das Getriebe oder den Radsatz andererseits trennt, d.h. durch eine Trennwand gegeneinander abdichtet. Dabei ergeben sich zwei voneinander unabhängige separate Ölkreisläufe, bei welchen jeweils ein den Anforderungen angepasstes Öl verwendet werden kann, also beispielsweise ein Kupplungsöl für die Schmierung und Kühlung der Doppelkupplung und ein Getriebeöl für die Schmierung und Kühlung der Zahnräder und Lager. Das Kupplungsöl wird auch für eine Aktuatorik der Doppelkupplung, also Aktuatoren oder Stellmotoren zum Ein- und Ausrücken der Doppelkupplung verwendet. Es ist ferner bekannt, dass jeder der beiden Ölkreisläufe über eine eigene Ölpumpe und einen eigenen Antrieb für die Ölpumpe verfügt. Beispielsweise kann die Ölpumpe für den Getriebeölkreislauf mechanisch von der Brennkraftmaschine und die Pumpe für den Kupplungsölkreislauf elektrisch, d.h. von einem Elektromotor angetrieben werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Antrieb für zwei Ölpumpen bei einem Fahrzeuggetriebe, insbesondere einem Automat- oder Doppelkupplungsgetriebe zu vereinfachen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei einem Fahrzeuggetriebe mit zwei Ölpumpen vorgesehen, dass die erste und die zweite Ölpumpe durch einen gemeinsamen in Drehzahl und Drehrichtung variablen Elektromotor antreibbar sind. Bei dem Fahrzeuggetriebe kann es sich um ein Lastschaltgetriebe oder auch um ein automatisiertes Schaltgetriebe handeln, bei welchem einerseits ein Ölkreislauf für die Kühlung und Schmierung des Schaltgetriebes und andererseits ein weiterer Ölkreislauf für die Betätigung der Aktuatoren, z.B. Schalt- und Wählzylinder vorgesehen ist. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Pumpenantriebes besteht darin, dass ein Antriebsmotor oder ein weiterer Antrieb eingespart wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fahrzeuggetriebe als Automatgetriebe, auch Stufenautomat genannt, ausgebildet. Bei einem Automatgetriebe wird einerseits Schmier- und Kühlöl mit relativ niedrigem Druck und andererseits Hydrauliköl mit relativ hohem Druck für die Betätigung von Schaltelementen benötigt. Diese Aufgabe kann durch zwei Ölpumpen mit unterschiedlichem Druckniveau gelöst werden, wobei beide Pumpen erfindungsgemäß durch einen Elektromotor angetrieben werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Fahrzeuggetriebe als Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet, d.h. als Lastschaltgetriebe. Auch hier können sich zwei Ölkreisläufe mit zwei Ölpumpen ergeben, die erfindungsgemäß durch den gemeinsamen Elektromotor angetrieben werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jeder Ölpumpe ein eigener Ölkreislauf zugeordnet, d.h. die Ölkreisläufe sind voneinander getrennt, sodass in jedem Ölkreislauf ein an die Anforderungen wie Schmierung und/oder Kühlung oder Aktuierung angepasstes Öl verwendet werden kann.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind jeder Ölpumpe funktional getrennte Ölkreisläufe zugeordnet, z.B. ein Hochdruck-Kreislauf für die Betätigung von Aktuatoren und ein Niederdruck-Kreislauf für die Schmierung und/oder Kühlung. Beide Ölkreisläufe können dabei mit demselben Öl, z.B. einem ATF-Öl (Automatikgetriebeöl) betrieben werden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Elektromotor und der ersten Ölpumpe eine Einrichtung und zur Unterbrechung des Kraftflusses bei einer ersten Drehrichtung des Elektromotors und zur Herstellung des Kraftflusses bei einer zweiten Drehrichtung (Umkehr der ersten Drehrichtung) angeordnet. Bevorzugt ist diese Einrichtung als mechanischer Freilauf ausgebildet. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die erste Pumpe bei einer ersten Drehrichtung des Elektromotors, z.B. Rechtslauf nicht angetrieben und bei einer Umkehr der Drehrichtung des Elektromotors aufgrund des sperrenden Freilaufes angetrieben wird. Gleichzeitig wird die zweite Pumpe weiterhin angetrieben, da sie in ständiger Antriebsverbindung mit dem Elektromotor steht – unabhängig von dessen Drehrichtung.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform fördert die zweite Ölpumpe, d.h. die Getriebeölpumpe einen von der Antriebsdrehrichtung unabhängigen Ölstrom, wobei der in wechselnden Richtungen geförderte Ölstrom durch einen hydraulischen Gleichrichter gleichgerichtet wird. Trotz einer Änderung der Drehrichtung des Elektromotors fördert die zweite Pumpe also ständig einen Getriebeölstrom in derselben Richtung. Die zweite Ölpumpe kann z.B. als Zahnradpumpe ausgebildet sein. Ein hydraulischer Gleichrichter ist aus dem Stand der Technik bekannt, z.B. aus der
DE 10 2007 018 600 A1 : der bekannte hydraulische Gleichrichter umfasst ein 4/3-Wegeventil. Bekannt sind auch hydraulische Gleichrichter mit vier Rückschlagventilen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann anstelle der drehrichtungsunabhängigen zweiten Ölpumpe auch eine drehrichtungsabhängige zweite Pumpe verwendet werden, wobei gleichzeitig ein mechanischer Gleichrichter oder ein mechanisches Gleichrichtergetriebe vorgesehen ist, welches dafür sorgt, dass die zweite Pumpe auch bei wechselnder Drehrichtung des Elektromotors in der gleichen Drehrichtung angetrieben wird. Derartige mechanische Gleichrichter sind aus der Uhrentechnik für Selbstaufzüge bekannt, wo die Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung eines Rotors in eine Rotation von gleichem Drehsinn erfolgt. Ein bekannter mechanischer Gleichrichter dieser Art besteht aus nur vier Zahnrädern, welche ständig miteinander im Eingriff stehen.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einem Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen, dass dem ersten Ölraum ein erster Ölkreislauf mit einer ersten Ölpumpe und dem zweiten Ölraum ein zweiter Ölkreislauf mit einer zweiten Ölpumpe zugeordnet sind und dass die erste und die zweite Ölpumpe durch einen gemeinsamen in Drehzahl und Drehrichtung variablen Elektromotor antreibbar sind. Damit wird der Vorteil erreicht, dass zwei getrennte Ölkreisläufe von nur einem Motor angetrieben werden, d.h. ein zweiter Antriebsmotor kann entfallen. Dies führt zu geringeren Kosten.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Elektromotor und der ersten Ölpumpe eine Einrichtung zur Unterbrechung des Kraftflusses bei einer ersten Drehrichtung des Elektromotors und zur Herstellung des Kraftflusses bei einer zweiten Drehrichtung (Umkehr der ersten Drehrichtung) angeordnet. Bevorzugt ist diese Einrichtung als mechanischer Freilauf ausgebildet. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die erste Pumpe bei einer ersten Drehrichtung des Elektromotors, z.B. Rechtslauf nicht angetrieben und bei einer Umkehr der Drehrichtung des Elektromotors aufgrund des sperrenden Freilaufes angetrieben wird. Gleichzeitig wird die zweite Pumpe weiterhin angetrieben, da sie in ständiger Antriebsverbindung mit dem Elektromotor steht – unabhängig von dessen Drehrichtung.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform fördert die zweite Ölpumpe, d.h. die Getriebeölpumpe einen von der Antriebsdrehrichtung unabhängigen Ölstrom, wobei der in wechselnden Richtungen geförderte Ölstrom durch einen hydraulischen Gleichrichter gleichgerichtet wird. Trotz einer Änderung der Drehrichtung des Elektromotors fördert die zweite Pumpe also ständig einen Getriebeölstrom in derselben Richtung. Die zweite Ölpumpe kann z.B. als Zahnradpumpe ausgebildet sein. Ein hydraulischer Gleichrichter ist aus dem Stand der Technik bekannt, z.B. aus
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der
DE 10 2007 018 600 A1 : der bekannte hydraulische Gleichrichter umfasst ein 4/3-Wegeventil. Bekannt sind auch hydraulische Gleichrichter mit vier Rückschlagventilen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann anstelle der drehrichtungsunabhängigen zweiten Ölpumpe auch eine drehrichtungsabhängige zweite Pumpe verwendet werden, wobei gleichzeitig ein mechanischer Gleichrichter oder ein mechanisches Gleichrichtergetriebe vorgesehen ist, welches dafür sorgt, dass die zweite Pumpe auch bei wechselnder Drehrichtung des Elektromotors in der gleichen Drehrichtung angetrieben wird. Derartige mechanische Gleichrichter sind aus der Uhrentechnik für Selbstaufzüge bekannt, wo die Umwandlung einer hin- und hergehenden Bewegung eines Rotors in eine Rotation von gleichem Drehsinn erfolgt. Ein bekannter mechanischer Gleichrichter dieser Art besteht aus nur vier Zahnrädern, welche ständig miteinander im Eingriff stehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können.
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Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung zum Antrieb von zwei Ölpumpen, d.h. eine Antriebsvorrichtung, welche eine erste Ölpumpe 1, eine zweite Ölpumpe 2 und einen Elektromotor 3 umfasst. Die Antriebsvorrichtung ist Teil eines nicht dargestellten Doppelkupplungsgetriebes mit Ölraumtrennung, d.h. mit einem ersten Ölraum, in welchem eine Doppelkupplung angeordnet ist, und einem zweiten Ölraum, in welchem das Getriebe oder der Radsatz des Doppelkupplungsgetriebes angeordnet ist. Beide Ölräume sind gegeneinander abgedichtet und werden mit unterschiedlichen Ölen, der Einfachheit halber mit Kupplungsöl für den ersten Ölkreislauf und Getriebeöl für den zweiten Ölkreislauf bezeichnet, beaufschlagt. Das Getriebeöl dient der Schmierung und Kühlung von Zahnrädern und Lagern und weist daher besondere Schmiereigenschaften auf. Das Kupplungsöl dient einerseits der Schmierung und Kühlung der Kupplungslamellen, so genannter nass laufender Lamellen, und andererseits der Betätigung von Aktuatoren zur Schaltung der Doppelkupplung. Die Anforderungen hinsichtlich Schmierfähigkeit an ein Kupplungsöl sind geringer als die für ein Getriebeöl.
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Der Elektromotor 3, welcher vom Bordnetz eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges mit elektrischer Energie versorgt wird, ist in zwei Drehrichtungen betreibbar und in seiner Drehzahl regelbar. Der Elektromotor 3 dient als gemeinsamer Antrieb für beide Ölpumpen 1, 2 und ist über eine Drehmomentübertragungseinrichtung 4, z.B. über eine Welle 4 ständig mit der zweiten, d.h. mit der Getriebeölpumpe 2 verbunden. Die zweite Ölpumpe 2, z.B. eine Zahnradpumpe arbeitet drehrichtungsunabhängig, d.h. sie fördert einen Ölstrom bei beiden Drehrichtungen, d.h. bei Rechts- und Linkslauf des antreibenden Elektromotors 3. Zwischen dem Elektromotor 3 und der zweiten Ölpumpe 2 kann ein Getriebe 5 vorgesehen sein. Der zweiten Ölpumpe 2 ist ein nicht dargestellter hydraulischer Gleichrichter zugeordnet, welcher den in seiner Richtung wechselnden Ölstrom gleichrichtet, so dass dem zweiten Ölraum ständig Getriebeöl in der gleichen Richtung zugeführt wird. Die erste Ölpumpe 1, welche das Kupplungsöl für den ersten Ölkreislauf fördert, ist über eine weitere Drehmomentübertragungseinrichtung 6, z.B. eine Antriebswelle 6 mit dem Elektromotor 3 verbunden, wobei im Kraftfluss zwischen Elektromotor 3 und erster Ölpumpe 1 ein Freilauf 7 angeordnet ist. Der Freilauf 7, generell als Einrichtung zur Unterbrechung oder Herstellung des Kraftflusses zwischen Elektromotor 3 und erster Ölpumpe 1 bezeichnet, hat die Wirkung, dass beispielsweise bei rechtsdrehendem Elektromotor 3 die erste Ölpumpe 1 nicht angetrieben wird, während bei Umschaltung der Drehrichtung, d.h. bei linksdrehendem Elektromotor 3 ein Kraftfluss hergestellt und die erste Ölpumpe 1 angetrieben wird; sie fördert dann einen Kupplungsölstrom, z.B. wenn die Doppelkupplung geschaltet werden soll. Wie bereits erwähnt, hat die Änderung der Drehrichtung des Elektromotors 3 keinen Einfluss auf den Förderstrom der zweiten Ölpumpe 2, d.h. das Getriebe wird mit einem ständigen Schmier- und Kühlölstrom versorgt.
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Alternativ zu dem erwähnten hydraulischen Gleichrichter kann auch ein mechanischer Gleichrichter – dargestellt durch das bereits erwähnte Getriebe 5 – verwendet werden, mit der Folge, dass bei Drehrichtungswechsel des Elektromotors 3 die zweite Ölpumpe 2 mit der gleichen Drehrichtung angetrieben wird. In diesem Falle kann eine drehrichtungsabhängige Ölpumpe verwendet werden, d.h. eine Ölpumpe, die nur in einer Richtung fördert.
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Hydraulische und mechanische Gleichrichter sind aus dem eingangs erwähnten Stand der Technik bekannt und können als an sich bekannte Komponenten für den erfindungsgemäßen Pumpenantrieb übernommen werden.
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Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel, d.h. ein Doppelkupplungsgetriebe mit getrennten Ölräumen beschränkt, vielmehr liegt es auch im Rahmen der Erfindung, den Antrieb von zwei Ölpumpen durch einen gemeinsamen Elektromotor für Automatgetriebe oder automatisierte Schaltgetriebe zu verwenden. In beiden Fällen können ebenfalls zwei Ölkreisläufe vorliegen, die für unterschiedliche Funktionen und Drücke ausgelegt und von zwei Ölpumpen versorgt werden, die erfindungsgemäß durch einen gemeinsamen Elektromotor antreibbar sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Ölpumpe
- 2
- zweite Ölpumpe
- 3
- Elektromotor
- 4
- Welle
- 5
- Getriebe / mechanischer Gleichrichter
- 6
- Welle
- 7
- Freilauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1954965 B1 [0003]
- DE 102007018600 A1 [0012, 0017]
