DE102015203361A1

DE102015203361A1 - Ölversorgungsanordnung für ein Getriebe eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102015203361A1
Application number: DE102015203361.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias NITSCH
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-08-25

Abstract

Es wird eine Ölversorgungsanordnung für ein Getriebe (2) eines Fahrzeuges mit einer Ölpumpe (1) vorgeschlagen, die von einem Antriebsmotor des Fahrzeuges antreibbar ist, wobei der Ölpumpe (1) ein mit dem Antriebsmotor gekoppelter mechanischer Variator (3) zum bedarfsgerechten Einstellen der Pumpendrehzahl vorgeschaltet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ölversorgungsanordnung eines Getriebes eines Fahrzeuges mit einer Ölpumpe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Ölpumpen zur Ölversorgung in Getrieben von Fahrzeugen, die von dem Verbrennungsmotor des Fahrzeuges angetrieben werden, sind aus der Fahrzeugtechnik bekannt. Zur Ölversorgung in sämtlichen Betriebszuständen des Getriebes bzw. des Fahrzeuges ist jedoch lediglich eine Ölpumpe üblicherweise nicht ausreichend. Deshalb ist es bekannt, eine Hauptpumpe zum Abdecken des Ölbedarfes bei normalen Betriebszuständen zu verwenden, die durch eine Zusatzölpumpe unterstützt wird, um auch einen höheren Ölbedarf in speziellen Betriebszuständen abzudecken. Diese Zusatzölpumpe kann zum Beispiel elektrisch unabhängig von der Verbrennungsmotordrehzahl betrieben werden und zum sogenannten Boosten verwendet werden. Ferner ist es bekannt, so genannte Verstellpumpen einzusetzen, deren Kammervolumen veränderbar ist, um auf diese Weise die Ölfördermenge an den Ölbedarf anzupassen.
Es hat sich gezeigt, dass insbesondere beim Einsatz von Zusatzpumpen oder Verstellpumpen zum Abdecken sämtlicher Betriebszustände ein erheblicher mechanischer Aufwand und damit hohe Herstellungskosten auftreten. Zudem ergibt sich der Nachteil, dass der hydraulische Wirkungsgrad bei den bekannten Anordnungen verringert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Ölversorgungsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, mit der sämtliche Betriebszustände mit einer möglichst einfach aufgebauten Ölpumpe ohne zusätzliche Pumpeneinrichtungen abgedeckt werden und zudem ein optimaler hydraulischer Wirkungsgrad realisiert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
Somit wird eine Ölversorgungsanordnung für ein Getriebe eines Fahrzeuges mit nur einer Ölpumpe vorgeschlagen, die von einem Antriebsmotor des Fahrzeuges antreibbar ist, wobei der Ölpumpe ein mit dem Antriebsmotor gekoppelter bzw. verbundener mechanischer Variator zum bedarfsgerechten Einstellen der Pumpendrehzahl vorgeschaltet ist.
Mit dem vorgeschalteten mechanischen Variator kann die Antriebs- bzw. Pumpendrehzahl der Ölpumpe derart eingestellt werden, dass überschüssiges Fördervolumen vermieden wird. Zudem wird eine ausreichende Ölversorgung bei sämtlichen Betriebszuständen bei optimalem Wirkungsgrad gewährleistet.
Das Fördervolumen der Ölpumpe bei der erfindungsgemäßen Ölversorgungsanordnung kann aufgrund des vorgeschalteten Variators geringer ausfallen, wodurch eine geringer dimensionierte Ölpumpe einsetzbar ist, weshalb die Herstellungskosten weiter verringert werden und das Schleppmoment reduziert wird. Zudem ergibt sich ein geringer Bauraumbedarf.
Die vorgeschlagene Ölversorgungsanordnung gewährleistet somit für sämtliche Betriebsbereiche des Fahrzeuges eine bedarfsgerechte Ölversorgung und ermöglicht damit einen breiten Anwendungsbereich bei unterschiedlichen Getriebe- und Fahrzeugtypen.
Beispielsweise ist auch der Einsatz einer Innenzahnradpumpe als Ölpumpe ohne weiteres möglich, da durch den vorgeschalteten Variator üblicherweise auftretende Kavitationsprobleme verhindert werden, sodass der Einsatz von besonders einfach aufgebauten und kostengünstigen Getriebeölpumpen möglich ist. Zudem kann auch eine Schnellbefüllung zum Betätigen von Schaltelementen durch einfaches Anheben der Pumpendrehzahl durch Verstellung des Variators ermöglicht werden. Mit der vorgeschlagenen Versorgungsanordnung kann zudem die Start-Stopp-Funktion bei Fahrzeugen ohne zusätzlichen Hydraulikspeicher bewältigt werden, wenn durch den mechanischen Variator die Pumpendrehzahl aus dem Start heraus hoch übersetzt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als mechanischer Variator beispielsweise ein verstellbares Reibradgetriebe vorzugsweise in Planetenbauweise oder auch ein Umschlingungsmittelgetriebe zum Anpassen der Pumpendrehzahl der Ölpumpe vorgesehen ist. Es sind auch andere Getriebe als vorgeschalteter Variator bei der Versorgungsanordnung denkbar.
Bei der Verwendung von einem Reibradgetriebe in Planetenbauweise ergibt ein besonders geringer Bauraumbedarf und somit ein Bauraumvorteil gegenüber anderen Getriebearten. Ferner ergibt sich bei der Verwendung von Planetengetrieben der Vorteil, dass zur Verstellung der Übersetzung zumindest eines der Getriebeelemente des Planentenradsatzes betätigt bzw. verstellt wird. Dadurch kann man auf einfache Weise zum Beispiel durch mechanische, elektrische, pneumatische oder hydraulische Betätigung die gewünschte Übersetzung bei dem Reibradgetriebe einstellen.
Unabhängig von der Art des Getriebes kann gemäß einer nächsten Weiterbildung vorgesehen sein, dass der Übersetzungsbereich des Variators derart gewählt ist, dass eine Getriebespreizung von etwa 3 vorgesehen ist. Diese Getriebespreizung ermöglicht eine ausreichende Ölversorgung bei optimalem Wirkungsgrad in sämtlichen Betriebszuständen des Fahrzeuges bzw. des Getriebes.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Vorderansicht einer Ausführungsvariante einer Ölversorgungsanordnung;
2 eine schematische Seitenansicht der Ölversorgungsanordnung gemäß 1;
3 eine schematische Vorderansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Ölversorgungsanordnung; und
4 eine schematische Seitenansicht der Ölversorgungsanordnung gemäß 3.
In den 1 bis 4 sind mögliche Ausführungsvarianten einer Ölversorgungsanordnung eines Getriebes 2 eines Fahrzeuges mit einer Ölpumpe 1 beispielhaft anhand verschiedener Ansichten dargestellt.
Unabhängig von den jeweiligen Ausführungsvarianten ist vorgesehen, dass die Ölversorgungsanordnung eine Ölpumpe 1 zur Ölversorgung des Getriebes 2 des Fahrzeuges umfasst, wobei die Ölpumpe 1 von einem nicht weiter dargestellten Antriebsmotor des Fahrzeuges antreibbar ist. Der Ölpumpe 1 ist ein mit dem Antriebsmotor gekoppelter mechanischer Variator 3 zum bedarfsgerechten Einstellen der Pumpendrehzahl vorgeschaltet. Als Variator 3 kann ein verstellbares Reibradgetriebe in Planetenbauweise oder ein Umschlingungsmittelgetriebe zum Anpassen der Pumpendrehzahl der Ölpumpe 1 eingesetzt werden.
Als Ölpumpe 1 kann jede beliebige vorzugsweise einfach aufgebaute, universelle kostengünstige Pumpe eingesetzt werden, da bei der vorgeschlagenen Ölversorgungsanordnung über den Variator 3 eine gewünschte Pumpendrehzahl einstellbar ist.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführung des Variators 3 ist vorgesehen, dass der Übersetzungsbereich derart gewählt ist, dass eine Getriebespreizung von etwa 3 vorgesehen ist, wobei sich die Getriebespreizung aus dem Quotienten von oberer bzw. höchster Übersetzung und unterer bzw. niedrigster Übersetzung ergibt.
In den 1 und 2 sind verschiedene Ansichten einer ersten Ausführungsvariante der Ölversorgungsanordnung dargestellt, bei der der Variator 3 bezogen auf eine eingangsseitige Zentralwelle 4 des Getriebes 2 achsversetzt angeordnet ist. Hierbei ist die Zentralwelle 4 des Getriebes 2 mit der Antriebseite des Variators 3 über einen Kettentrieb 5 verbinden. Als Verbindung können neben dem Kettentrieb auch eine oder mehrere Stirnradstufen vorgesehen sein. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, ist die Ölpumpe 1 koaxial zum Variator 3 angeordnet.
Gemäß 3 und 4 sind verschiedene Ansichten einer zweiten Ausführungsvariante der Ölversorgungsanordnung dargestellt, bei der die Ölpumpe 1 im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante achsversetzt bzw. achsparallel zu dem Variator 3 und auch zur Zentralwelle 4 des Getriebes 2 angeordnet ist. Zum Antrieb der Ölpumpe 1 ist der Ausgang des Variators 3 über eine Stirnradstufe oder über einen weiteren Kettentrieb 6 mit der Eingangsseite der Ölpumpe 1 verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Ölpumpe
2: Getriebe
3: mechanischer Variator
4: Zentralwelle
5: Kettentrieb
6: Kettentrieb

Claims

Ölversorgungsanordnung für ein Getriebe (2) eines Fahrzeuges mit einer Ölpumpe (1), die von einem Antriebsmotor des Fahrzeuges antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölpumpe (1) ein mit dem Antriebsmotor gekoppelter mechanischer Variator (3) zum bedarfsgerechten Einstellen der Pumpendrehzahl vorgeschaltet ist.
Ölversorgungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als mechanischer Variator (3) ein verstellbares Reibradgetriebe oder Umschlingungsgetriebe zum Anpassen der Pumpendrehzahl der Ölpumpe (1) vorgesehen ist.
Ölversorgungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzungsbereich des Variators (3) derart gewählt ist, dass eine Getriebespreizung von etwa 3 vorgesehen ist.
Ölversorgungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (3) bezogen auf eine eingangsseitige Zentralwelle (4) des Getriebes (2) achsversetzt angeordnet ist.
Ölversorgungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralwelle (4) des Getriebes (2) mit der Antriebseite des Variators (3) über eine Stirnradstufe verbindbar ist.
Ölversorgungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralwelle (4) des Getriebes (2) mit der Antriebseite des Variators (3) über einen Kettentrieb (5) verbindbar ist.
Ölversorgungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (1) koaxial zum Variator (3) angeordnet ist.
Ölversorgungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (1) achsversetzt zu dem Variator (3) angeordnet ist.
Ölversorgungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Variators (3) über eine Stirnradstufe oder über einen Kettentrieb (6) mit der Eingangsseite der Ölpumpe (1) verbunden ist.