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Die
Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für die Ölpumpe eines Kraftfahrzeuggetriebes gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Insbesondere
Automatgetriebe benötigen zur
Schmierung sowie für
die Versorgung der Steuer- und Betätigungseinrichtungen eine Ölpumpe,
die bei allen Betriebszuständen
die erforderliche Ölmenge und
den erforderlichen Öldruck
liefert.
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Bei älteren Konstruktionen
ist die Ölpumpe im
Allgemeinen direkt oder indirekt mit dem Antriebsmotor antriebsverbunden,
so dass sich die Drehzahl und damit die Pumpenleistung der üblicherweise
als so genannte Konstantpumpe ausgebildeten Ölpumpe proportional zur Drehzahl
des Antriebsmotors verändert.
Um bereits beim Leerlauf des Antriebsmotors die insbesondere für die Funktion
des Getriebes erforderliche Pumpenleistung zur Verfügung zu
haben, erfolgt die Auslegung der Ölpumpe auf die Leerlaufdrehzahl
des Antriebsmotors. Das bedeutet, dass die Ölpumpe bei höheren Drehzahlen
des Antriebsmotors ein Mehrfaches der erforderlichen Menge fördert. Dadurch
nehmen derartige Ölpumpen
zuviel Leistung auf, neigen zur Kavitation und erzeugen ein verhältnismäßig hohes
Betriebsgeräusch.
Außerdem müssen die
Kanalquerschnitte stark überdimensioniert
werden. Ein weiterer Nachteil ist, dass bei stillstehendem Antriebsmotor überhaupt
keine Pumpenleistung zur Verfügung
steht, so dass das Getriebe inaktiv ruht und somit nicht für anstehende
Funktionen vorkonditioniert werden kann.
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Um
den ständig
steigenden Anforderungen an das Getriebe bezüglich Spontaneität, Komfort
und Verbrauchsreduzierung zu genügen,
ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, neben der vom Antriebsmotor
angetriebenen Hauptölpumpe
eine elektrisch angetriebene Zusatzölpumpe vorzusehen, die auch
bei stillstehendem Antriebsmotor die erforderliche Ölversorgung
des Getriebes bereitstellt und bei niedrigen Drehzahlen des Antriebsmotors
die Hauptölpumpe
unterstützt.
Dies bedeutet jedoch einen erheblichen konstruktiven und baulichen
Aufwand, da neben dem elektrischen Antrieb eine zweite Pumpe, eine
Anbindung dieser Pumpe an den bestehenden hydraulischen Kreislauf
sowie eine gesonderte Sensorik für
die Schaltung der Zusatzölpumpe erforderlich
wird. Außerdem
ist die Unterbringung dieser zusätzlichen
Bauelemente in den vorgegebenen Bauräumen häufig problematisch.
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Aus
der
DE 197 50 675 C1 ist
bereits eine Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches
1 genannten Art bekannt, bei der die einzige Ölpumpe beim Motorstillstand
und bei Motordrehzahlen unterhalb einer vorgegebenen Grenzdrehzahl
durch einen Elektromotor, oberhalb dieser Grenzdrehzahl durch den
Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges selbst angetrieben wird. Bei dieser
bekannten Konstruktion sind der Elektromotor und die Ölpumpe jeweils
konzentrisch zueinander und zur Getriebeeingangswelle in einem gemeinsamen
Gehäuse
angeordnet, wobei die Ölpumpe
als Innenzahnradpumpe mit angetriebenem Hohlrad ausgebildet ist.
Die feste Antriebsverbindung zwischen dem Rotor des Elektromotors und
dem Hohlrad der Ölpumpe
ist dadurch verwirklicht, dass der Rotor und das Hohlrad als ein
integriertes Bauteil ausgebildet sind. Da der Rotor des Elektromotors
sich innerhalb des Pumpendruckraumes befindet, ergeben sich infolge
einer notwendigen Vergrößerung des
Hohlrades tribologische Probleme an dem eine Gleitlagerfunktion
erfüllenden Hohlrad-Außendurchmesser,
sowie Dichtspaltveränderungen
im Temperaturverlauf durch die Paarung unterschiedlicher Materialien
im Pumpendruckraum. Außerdem
muss bei der Materialauswahl der Pumpenbauteile deren Einfluss auf
die Eigenschaften des elektrischen Zusatzantriebes berücksichtigt
werden, welches diese Materialauswahl einschränkt.
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Durch
die
DE 101 60 466
C1 ist zwar bereits eine Antriebseinrichtung ähnlich der
im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bekannt, bei der jedoch
der Stator und der Rotor des Elektromotors außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet
sind. Die Antriebsverbindung zwischen dem Rotor des Elektromotors
und dem angetriebenen Innenzahnrad einer Innenzahnradpumpe ist jedoch
nicht fest ausgebildet, sondern erfolgt über einen gesonderten, auf
der Getriebeeingangswelle drehbar gelagerten, hülsenartigen Verbindungsabschnitt,
welcher mit dem Innenzahnrad fest verbunden ist und mit der Getriebeeingangswelle
einerseits sowie dem Rotor des Elektromotors andererseits jeweils über eine
gesonderte Überholkupplung
koppelbar ist. Diese Anordnung gewährleistet zwar eine Entkopplung
der beiden Antriebssysteme voneinander in der Weise, dass das jeweils
inaktive Antriebssystem nicht vom aktiven Antriebssystem mitgeschleppt
werden muss, ist jedoch wegen der zusätzlichen Überholkupplung sowie wegen
des den außerhalb
des Pumpengehäuses
liegenden Rotor mit dem im Pumpengehäuse angeordneten Zahnrad verbindenden
Verbindungsabschnittes konstruktiv und baulich verhältnismäßig aufwendig.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten
Art zu schaffen, die bei einfachem konstruktiven und baulichen Aufwand
die oben im Zusammenhang mit dem innerhalb des Pumpengehäuses angeordneten
Elektromotor beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruches,
während
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den
Unteransprüchen
entnehmbar sind.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch bei einer räumlichen
Trennung des Rotors des Elektromotors vom angetriebenen Pumpenrad der Ölpumpe eine
feste Verbindung zwischen diesen Bauteilen möglich und sinnvoll ist, da
damit eine konstruktive und bauliche Vereinfachung der Antriebsverbindung
erreicht wird.
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Demnach
geht die Erfindung aus von einer Antriebseinrichtung für die Ölpumpe eines
Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere Automatgetriebes, wobei die Ölpumpe einerseits
mittels einer Überholkupplung
mit dem Antriebsmotor kuppelbar und andererseits mit einem zusätzlichen,
vom Bordnetz des Kraftfahrzeuges gespeisten Elektromotor antriebsverbunden
ist. Zur Lösung
der gestellten Aufgabe ist dabei vorgesehen, dass der Elektromotor
außerhalb des
Pumpengehäuses
angeordnet und über
eine drehfeste Antriebsverbindung mit einem im Pumpengehäuse angeordneten
angetriebenen Pumpenrad antriebsverbunden ist.
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Durch
die Anordnung des Elektromotors außerhalb des Pumpengehäuses werden
insbesondere die weiter oben im Zusammenhang mit der
DE 197 50 675 C1 beschriebenen
Nachteile vermieden, so dass tribologische Probleme sowie Dichtspaltveränderungen
im Temperaturverlauf durch Paarung unterschiedlicher Materialien
im Pumpendruckraum entfallen. Ebenso ist die Materialwahl der Pumpenbauteile
wegen der räumlichen
Trennung ohne Einfluss auf die Eigenschaften des elektrischen Zusatzantriebes.
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Wegen
der unmittelbar drehfesten Antriebsverbindung zwischen dem Rotor
des Elektromotors und dem angetriebenen Pumpenrad der Ölpumpe ergibt
sich gegenüber
der eingangs genannten
DE 101 60
466 C1 eine erhebliche konstruktive und bauliche Vereinfachung,
da ein gesonderter, auf der Getriebeeingangswelle drehbar gelagerter
Verbindungsabschnitt sowie eine zweite Überholkupplung entfallen. Wegen
der drehfesten Antriebsverbindung zwischen Rotor und Pumpenrad läuft der
Rotor zwar auch dann um, wenn der elektrische Zusatzantrieb inaktiv
ist; dies lässt
sich jedoch gegebenenfalls vorteilhaft nutzen, indem während der
Phase des mechanischen Antriebes der Ölpumpe der elektrische Zusatzantrieb als
Generator betrieben werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen, bei der in an
sich bekannten Weise der Elektro motor zur Getriebeeingangswelle
koaxial angeordnet ist und einen radial innenliegenden Rotor aufweist, wobei
der Elektromotor in einem gesonderten Elektromotorgehäuse angeordnet
ist, und bei welcher der Rotor in dem Elektromotorgehäuse drehgelagert
ist sowie einen die Getriebeeingangswelle umgebenden Nabenfortsatz
bildet, der über
eine mechanische Antriebsverbindung drehfest mit der Ölpumpe bzw.
einem angetriebenen Pumpenrad der Ölpumpe gekoppelt ist. Der Nabenfortsatz
benötigt
im Gegensatz zu dem Verbindungsabschnitt der
DE 101 60 466 C1 keine
eigene Drehlagerung gegenüber
der Getriebeeingangswelle, da er einen Bestandteil des Rotors des
Elektromotors bildet und über
diesen im Elektromotorgehäuse
drehgelagert ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Nabenfortsatz
des Rotors mittels einer Überholkupplung
mit einem vom Antriebsmotor angetriebenen Bauteil koppelbar ist.
Dieses Bauteil sollte vorzugsweise im Antriebsstrang vor einer gegebenenfalls
vorhandenen Trennkupplung bzw. Anfahrkupplung liegen, da es dann
auch bei geöffneter
Kupplung vom laufenden Antriebsmotor drehangetrieben wird.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Nabenfortsatz des Rotors
mit dem Pumpenteil eines zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe
angeordneten hydrodynamischen Wandlers koppelbar. In einer konstruktiven
Ausgestaltung dieses Merkmals ist vorgesehen, dass an dem Pumpenteil
des hydrodynamischen Wandlers eine die Getriebeeingangswelle umgebende,
sich in den Bereich des Elektromotors hin erstreckende Nabenhülse ausgebildet
ist, und dass die Überholkupplung
zwischen der Nabenhülse
und dem Nabenfortsatz des Rotors angeordnet ist.
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Eine
konstruktiv besonders kompakte Lösung,
bei welcher der durch den hydraulischen Kreislauf des hydrodynamischen
Wandlers vorgegebene Bauraum besonders vorteilhaft genutzt wird,
ergibt sich, wenn der Stator und der Rotor des Elektromotors für die Ölpumpe zwischen
Wandler und Getriebe in nerhalb eines an einer Frontplatte des Getriebes angeordneten,
das Elektromotorgehäuse
bildenden Deckels angeordnet sind, wie anhand eines Ausführungsbeispieles
noch genauer dargelegt wird.
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Eine
weitere, im Sinne einer kompakten Bauweise vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung sieht vor, dass die Ölpumpe als zur Getriebeeingangswelle koaxiale
Innenzahnradpumpe mit angetriebenem Innenrad ausgebildet ist und
ein an das Elektromotorgehäuse
axial anschließendes
Pumpengehäuse
umfasst, und dass der Nabenfortsatz des Rotors über eine die Getriebeeingangswelle
koaxial umgebende Öffnung
des Pumpengehäuses
abdichtend in dieses hineinragt sowie über eine Verzahnung oder dergleichen
mit dem Innenrad der Ölpumpe
drehfest verbunden ist.
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Dabei
kann gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch die gesamte Ölpumpe innerhalb
des das Elektromotorgehäuse
bildenden Deckels angeordnet sein.
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Eine
weitere, im Sinne einer kompakten Bauweise vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung sieht vor, dass die Ölpumpe als zur Getriebeeingangswelle koaxiale
Flügelzellenpumpe
mit angetriebenem Innenrad (FZP-Rotor) ausgebildet ist, die auf
der dem Verbrennungsmotor bzw. der Frontplatte des Getriebes gegenüberliegenden
Seite des Getriebes angeordnet ist. Die mit dem Verbrennungsmotor
verbundene Antriebswelle dieser Flügelzellenpumpe durchgreift
dabei das Getriebe in axialer Richtung, koaxial zur vorzugsweise
als Hohlwelle ausgeführte
Getriebeeingangswelle.
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In
einer Ausgestaltung dieser Flügelzellenpumpe
kann, ähnlich
wie bei der zuvor genannten Innenzahnradpumpe, vorgesehen sein,
dass das Pumpengehäuse
in den rückwandigen
Deckel des Getriebes bzw. in die Getriebegehäuse-Rückwand integriert ist oder
sich unmittelbar an diesen Deckel bzw. diese Rückwand anschließt, und
dass sich das Elektromotorgehäuse
unmittel bar an das Pumpengehäuse
anschließt
oder in das Pumpengehäuse
integriert ist. Der Elektromotor ist in diesem Fall also, wie auch die
Pumpe, auf der Getriebeseite angeordnet, die dem Verbrennungsmotor
gegenüberliegt,
wahlweise auf der Getriebeseite der Pumpe oder auf der dem Getriebe
abgewandten Seite der Pumpe.
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In
einer anderen Ausgestaltung der koaxial zur Getriebeeingangswelle
angeordneten Flügelzellenpumpe
wird vorgeschlagen, die Pumpe selber im Bereich der dem Verbrennungsmotor
gegenüberliegenden
Seite des Getriebes anzuordnen, die Antriebswelle der Pumpe zentriert
durch das Getriebe zu führen,
eine Wirkverbindung zwischen der Antriebswelle der Pumpe und dem
Verbrennungsmotor vorzusehen, eine zusätzliche Wirkverbindung zwischen
der Antriebswelle der Pumpe und dem Elektromotor vorzusehen und
diesen Elektromotor, räumlich gesehen,
in einem Bereich nahe dem Verbrennungsmotor, beispielsweise im Bereich
der Frontplatte des Getriebes, koaxial zur Getriebeeingangswelle
anzuordnen. Dabei kann die genannte Wirkverbindung zwischen Pumpenantriebswelle
und Elektromotor einen Freilauf aufweisen und kann im Falle dessen, dass
die mit dem Verbrennungsmotor wirkverbundene Pumpenantriebswelle
zentrisch innerhalb der Getriebeeingangswelle verläuft, beispielsweise
eine magnetische oder induktive Drehmomentübertragung durch die als Hohlwelle
auszubildende Getriebeeingangswelle hindurch aufweisen.
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Falls
es der im Kraftfahrzeug vorhandene Einbauraum erfordert bzw. erlaubt,
kann gemäß einer
anderen Weiterbildung der Erfindung die Ölpumpe als zur Achse der Getriebeeingangswelle
achsparallele Pumpe mit einer aus dem Pumpengehäuse heraus ragenden Pumpeneingangswelle
ausgebildet sein, wobei der Nabenfortsatz des Rotors des Elektromotors
mittels eines Übertragungsgetriebes
mit der Pumpeneingangswelle drehfest verbunden ist. Diese Anordnung
eröffnet
beispielsweise die Möglichkeit,
durch Wahl der Übersetzung
des Übertragungsgetriebes
die Pumpe sowohl bei Antrieb durch den Verbrennungsmotor als auch
bei Antrieb durch den Elektromotor in ihrer Dimensionierung zu optimieren.
So kann z.B. bei einer Übersetzung
ins Schnelle die Pumpe kleiner ausgebildet werden, mit entsprechenden
Vorteilen hinsichtlich des Bauraumes, des Gewichtes, der Kosten
und des Wirkungsgrades. Die Ölpumpe
kann von beliebiger Art, beispielsweise als Flügelzellenpumpe ausgebildet
sein.
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Zur
Erzielung einer besonders kompakten Bauweise der Ölpumpe kann
hierbei vorgesehen sein, dass die Ölpumpe in der dem Verbrennungsmotor
zugewandten Getriebe-Frontplatte integriert ist, wobei die Ölpumpe dann
durch das Gehäuse
des Elektromotors axial an der genannten Getriebe-Frontplatte fixiert
wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Ölpumpe innerhalb
eines das Elektromotorgehäuse
bildenden Deckels angeordnet ist, der dann mit der Frontplatte des
Getriebes verdrehfest verbunden ist.
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Die
Erfindung umfasst auch weitere Anordnungsvarianten, beispielsweise
eine Anordnung, bei der der Elektromotor achsparallel zu einer mit
der Getriebeeingangswelle koaxialen Ölpumpe angeordnet ist, oder
eine Anordnung, bei der sowohl der Elektromotor als auch die Ölpumpe achsparallel
zur Getriebeeingangswelle angeordnet sind, wobei der Elektromotor
und die Ölpumpe
zueinander koaxial oder achsparallel angeordnet sein können.
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Die
Erfindung lässt
sich anhand eines Ausführungsbeispiels
weiter erläutern.
Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigt
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1 einen
Längsschnitt
durch eine beispielhafte Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung mit zur Getriebeeingangswelle
koaxial angeordnetem Elektromotor und koaxial angeordneter Ölpumpe,
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2 einen
Längsschnitt
durch eine beispielhafte Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung mit zur Getriebeeingangswelle
koaxial angeordnetem Elektromotor und achsparallel angeordneter Ölpumpe,
und
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3 eine
schematische Darstellung eines beispielhaften Getriebes mit einer
Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung,
mit zur Getriebeeingangswelle koaxial angeordnetem Elektromotor
und koaxial angeordneter Ölpumpe,
die beide auf der dem Antriebsmotor des Getriebes gegenüber liegenden
Seite des Getriebes angeordnet sind.
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Die
in 1 dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Antriebseinrichtung 2 dient
zum Antrieb einer zur Eingangswelle 4 eines nicht dargestellten
Getriebes koaxial angeordneten Ölpumpe 6 für die Schmieröl- und Druckölversorgung
des Getriebes.
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Die Ölpumpe 6 ist
als herkömmliche
und deshalb nicht im Einzelnen beschriebene Innenzahnradpumpe ausgebildet,
und sie umfasst ein Pumpengehäuse 8,
ein angetriebenes Innenrad 10 und ein mit diesem zusammenwirkendes,
nicht dargestelltes Hohlrad.
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Die Ölpumpe 6 ist
in einem Aufnahmeraum 12 angeordnet, der an einer an der
Stirnseite des nicht dargestellten Getriebes angeordneten Frontplatte 14 ausgebildet
ist. Das Pumpengehäuse 8 ist über Befestigungsschrauben 1fi in
dem Aufnahmeraum 12 befestigt.
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Der
Aufnahmeraum 12 ist durch einen ein Elektromotorgehäuse 18 bildenden
Deckel abgeschlossen, welcher einen weiteren, an den Aufnahmeraum 12 axial
anschließenden
Aufnahmeraum 20 bildet, in welchem der zu der Eingangswelle 4 und der Ölpumpe 6 koaxiale
Elektromotor 22 angeordnet ist.
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Der
Elektromotor 22 umfasst einen fest im Elektromotorgehäuse 18 angeordneten
Stator 24, welcher vom elektrischen Bordnetz bzw. einer
Lichtmaschine des Kraftfahrzeuges über eine Versorgungsleitung 26 mit
Strom versorgt wird. Ein Rotor 28 ist radial innerhalb
des Stators 24 angeordnet und über ein als Gleitlager oder
Wälzlager
ausgebildetes Lager 30 im Elektromotorgehäuse 18 drehbar
gelagert. Der Rotor 28 bildet einen die Getriebeeingangswelle 4 umgebenden
Nabenfortsatz 32, welcher über eine beliebige mechanische
Antriebsverbindung, beispielsweise eine Verzahnung drehfest mit
dem angetriebenen Innenrad 10 der Ölpumpe 6 gekoppelt
ist.
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Der
Nabenfortsatz 32 des Rotors ist mittels einer Überholkupplung 34 mit
einem von einem Antriebsmotor angetriebenen Bauteil koppelbar. In
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das vom
Antriebsmotor angetriebene Bauteil durch eine die Getriebeeingangswelle 4 umgebende,
sich bis in den Bereich des Elektromotors 22 erstreckende
Nabenhülse 36 gebildet,
die beispielsweise an dem mit dem Antriebsmotor verbundenen Pumpenteil
eines hydrodynamischen Wandlers (oder an dem motorseitigen Teil
einer mechanischen Kupplung) ausgebildet ist.
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Die Überholkupplung 34 ist
so ausgelegt, dass sie eine Drehung des Nabenfortsatzes 32 gegenüber der
ruhenden oder langsamer laufenden Nabenhülse 36 erlaubt, jedoch
dann, wenn die Drehzahl der Nabenhülse 36 größer als
die des Nabenfortsatzes 32 wird, eine Mitnahmeverbindung
zwischen diesen beiden Bauteilen herstellt.
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Die
Funktion der beschriebenen Antriebseinrichtung ist wie folgt:
Bei
stehendem oder mit einer langsamen Drehzahl, beispielsweise einer
Leerlaufdrehzahl oder einer geringfügig über der Leerlaufdrehzahl liegenden
Drehzahl, laufendem Antriebsmotor wird die Ölpumpe 6 vom Elektromotor 22 mit
einer derartigen Drehzahl angetrieben, die eine ausreichende Ölversorgung
für die
Schmierung und die Funktion des Getriebes sicherstellt. Wenn der
Antriebsmotor eine Drehzahl erreicht, bei der die Nabenhülse 36 den
Nabenfortsatz 32 überholt,
greift die Überholkupplung 34,
so dass die Ölpumpe 6 vom
Antriebsmotor angetrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Stromzufuhr
zum Elektromotor 22 abgeschaltet. Da der Rotor 28 in
diesem Betriebsmodus über den
Nabenfortsatz drehangetrieben wird, kann der Elektromotor dann als
Generator betrieben werden.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
ermöglicht
es, auch bei stillstehendem Antriebsmotor im Automatgetriebe Gänge geschaltet
zu halten, wozu ein gewisser Öldruck
notwenig ist. Nachdem Motorstart entfallen daher Kupplungs-Befüllzeiten
für den Anfahrgang,
welches eine verbesserte Spontaneität der Betriebsfähigkeit
des Antriebsstranges des Fahrzeuges bedeutet. Ebenso kann die Getriebekühlung aufrechterhalten
bleiben, wodurch das Getriebe für den
nachfolgenden Anfahrvorgang vorkonditioniert bleibt. Der elektrische
Antrieb der Ölpumpe
ermöglicht
es so, den Verbrennungsmotor vorteilhaft mit einer Start-Stop-Funktionalität zu betreiben,
ohne Verzögerungen
beim Anfahren hinnehmen zu müssen. Das
Potential für
eine Verbrauchs- und Abgasreduzierung ist erheblich. Ein weiterer
Vorteil ergibt sich dadurch, dass die Möglichkeit zum Anschleppen des Antriebsmotors
gegeben ist.
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Bei
laufendem Antriebsmotor kann der elektrische Zusatzantrieb bei niedrigen
Motordrehzahlen weitere Funktionen übernehmen, beispielsweise eine Betätigung des
Parksperrenzylinders, eine Kühlung des
Wandlers zur Vermeidung einer Standaufheizung oder die Kühlung einer
nassen Anfahrkupplung. Bei einer geeigneten Dimensionierung des
Elektromotors werden bei Vollhybridgetrieben weitere Funktionen
ermöglicht,
wie das Schließen
der Antriebskupplungen bei rein elektromotorischer Fahrt, das Kühlen der
Anfahrkupplung bei Kriechfahrt oder während der Schlupfphase beim
Start des Antriebsmotors usw.
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2 zeigt
in einem Teil-Längsschnitt
eine beispielhafte Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung, bei der im
Gegensatz zur 1 eine achsparallel zur Getriebeeingangswelle 104 angeordnete Ölpumpe 106 vorgesehen
ist.
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Ein
Elektromotor 122 ist ähnlich
wie in 1 aufgebaut und umfasst einen in einem ein Elektromotorgehäuse 118 bildenden
Deckel angeordneten Stator 124 und einen in dem Elektromotorgehäuse 118 drehbar
gelagerten Rotor 128, an welchem ein die Getriebeeingangswelle 104 umgebender
Nabenfortsatz 132 ausgebildet ist. Der Nabenfortsatz 132 trägt ein Kettenrad
oder eine Riemenscheibe 140, die über eine Kette bzw. einen Riemen 142 mit
einem auf einer Pumpeneingangswelle 144 der Ölpumpe 106 angeordneten
Kettenrad bzw. einer Riemenscheibe 146 drehfest antriebsverbunden
ist.
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An
dem mit dem Antriebsmotor drehfest verbundenen Pumpenteil 148 eines
zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe angeordneten hydrodynamischen
Wandlers 150 ist eine die Getriebeeingangswelle 104 umgebende
Nabenhülse 136 ausgebildet,
die sich bis in den Bereich des Elektromotors 122 erstreckt.
Zwischen der Nabenhülse 136 und dem
Nabenfortsatz 132 ist eine Überholkupplung 134 angeordnet,
die den Nabenfortsatz 132 wie im Beispiel der 1 dann
antreibt, wenn die Nabenhülse 136 den
Nabenfortsatz 132 überholt.
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Die
Funktion der in 2 dargestellten Antriebseinrichtung
entspricht der anhand der 1 beschriebenen
Funktion.
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Wie
weiter vorne in der Beschreibungseinleitung dargelegt wurde, umfasst
die Erfindung auch eine weitere Ausführungsform, die am Beispiel
der 1 erläutert
werden soll. Dabei wird die zur Getriebeeingangswelle 4 koaxiale Ölpumpe 6 von
einem zur Getriebeeingangswelle achsparallelen, nicht dargestellten
Elektromotor angetrieben, welcher beispielsweise über einen
Ketten- oder Riemenantrieb mit
einem dem Nabenfortsatz 32 ähnlichen Nabenfortsatz fest
antriebsverbunden ist. In diesem Fall ist anstelle des in 1 mit 28 bezeichneten
Rotors ein Kettenrad oder eine Riemenscheibe vorgesehen, das bzw.
die mit dem Elektromotor antriebsverbunden ist, wie im Einzelnen
nicht dargelegt zu werden braucht. Um übrigen, also insbesondere in
Bezug auf Auf bau und Anordnung der Ölpumpe 6 sowie der Verbindung
des Innenrades 10 mit dem Nabenfortsatz 32 und
der Überholkupplung 34 entspricht
diese Konstruktion der in 1 gezeigten
Bauform.
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3 zeigt
eine stark vereinfachte schematische Darstellung eines beispielhaften
Getriebes mit einer Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung mit zur Getriebeeingangswelle
koaxial angeordnetem Elektromotor und koaxial angeordneter Ölpumpe, wobei
Elektromotor und Ölpumpe
auf der Seite des Getriebes angeordnet ist, die dem Antriebsmotor
des Getriebes gegenüberliegt.
Diese Anordnung eignet sich in besonderer Weise für ein Kraftfahrzeug
mit Front-Quer-Antrieb, bei dem Antriebsmotor und Getriebe quer
zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, aber auch
für ein
Kraftfahrzeug mit Front-Längs- oder
Heck-Längs-Antrieb,
bei dem der Antriebsmotor längs
zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und das Getriebe
ein Differential aufweist. Das in 3 dargestellte
beispielhafte Getriebe ist für
einen Front-Quer-Antrieb
vorgesehen.
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In 3 ist
das Getriebe mit 201 bezeichnet, die Getriebeeingangswelle
mit 204, der achsparallel zur Getriebeeingangswelle 204 angeordnete
Getriebeabtrieb mit 260. Die Getriebeeingangswelle 204 ist mit
dem nicht näher
dargestellten Antriebsmotor des Getriebes 201 wirkverbunden,
beispielsweise in bekannter Weise über einen hydrodynamischen
Wandler, wobei in diesem Fall die Getriebeeingangswelle 204 mit
dem Pumpenrad dieses Wandlers verbunden ist. Die zur Ölversorgung
des Getriebes vorgesehene Ölpumpe
ist mit 206 bezeichnet, auf der Seite des Getriebes 201 angeordnet,
die dem Antriebsmotor gegenüber
liegt, und kann beispielsweise als kompakt bauende Flügelzellenpumpe
oder als axial schmal bauende Innenzahnradpumpe ausgebildet sein.
Das Pumpengehäuse
ist mit 208 bezeichnet.
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Zum
einen wird die Ölpumpe 206 durch
den in 3 nicht näher
dargestellten Antriebsmotor des Getriebes 201 angetrieben.
Hierzu ist eine Pumpen eingangswelle 244 vorgesehen, welche
verdrehfest mit dem Pumpenrad des Ölpumpe 206 verbunden
ist und das Getriebe 201 in ganzer axialen Länge zentrisch
durchgreift. Hierzu ist die Getriebeeingangswelle 204 als
eine Pumpeneingangswelle 244 koaxial umschließende Hohlwelle
ausgebildet. Ist beispielsweise im Kraftfluss zwischen Antriebsmotor
und Getriebeeingangswelle 204 ein hydrodynamischer Wandler
vorgesehen, ist die genannte Pumpeneingangswelle 244 mit
dem Turbinenrad dieses Wandlers verbunden.
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Erfindungsgemäß ist die Ölpumpe 206 aber auch
durch einen mit 222 bezeichneten Elektromotor antreibbar,
welcher koaxial zur Getriebeeingangswelle 204 und koaxial
zur Pumpeneingangswelle 244 angeordnet ist. Die Drehzahl
und Drehmomentübertragung
vom Elektromotor 222 zur Ölpumpe 206 funktioniert
vergleichbar zu dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1.
Das das Pumpengehäuse 208 umschließende Elektromotorgehäuse 218 ist
mit dem Getriebegehäuse
verdrehfest verbunden und nimmt den Stator 224 des Elektromotors 222 verdrehfest
auf, in 3 beispielhaft auf der dem Antriebsmotor
gegenüberliegenden
Seite der Ölpumpe 206.
Der zentrisch innerhalb des Stators 224 angeordnete drehbare
Rotor 228 des Elektromotors 222 ist über eine
Freilaufkupplung 234 mit dem angetriebenen Pumpenrad der Ölpumpe 206 bzw.
mit der Pumpeneingangswelle 244 wirkverbunden. In einer
von 3 abweichenden anderen Ausgestaltung kann beispielsweise aber
auch vorgesehen sein, dass die Freilaufkupplung im Kraftfluss zwischen
der ständig
mit der Antriebswelle des Getriebes verbundenen Pumpeneingangswelle
und dem Pumpenrad der Ölpumpe
angeordnet ist und der Rotor des Elektromotors ständig mit
dem Pumpenrad der Ölpumpe
verbunden ist.
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- 2
- Antriebseinrichtung
- 4
- Getriebeeingangswelle
- 6
- Ölpumpe
- 8
- Pumpengehäuse
- 10
- Innenrad
- 12
- Aufnahmeraum
- 14
- Frontplatte
- 16
- Befestigungsschrauben
- 18
- Deckel/Elektromotorgehäuse
- 20
- Aufnahmeraum
- 22
- Elektromotor
- 24
- Stator
- 26
- Versorgungsleitung
- 28
- Rotor
- 30
- Lager
- 32
- Nabenfortsatz
- 34
- Überholkupplung
- 36
- Nabenhülse
- 40
- Kettenrad/Riemenscheibe
- 42
- Kette/Riemen
- 44
- Eingangswelle
- 46
- Kettenrad/Riemenscheibe
- 48
- Pumpenteil
- 50
- hydrodynamischer
Wandler
- 104
- Getriebeeingangswelle
- 106
- Ölpumpe
- 118
- Elektromotorgehäuse
- 122
- Elektromotor
- 124
- Stator
- 128
- Rotor
- 132
- Nabenfortsatz
- 134
- Überholkupplung
- 136
- Nabenhülse
- 140
- Kettenrad/Riemenscheibe
- 142
- Kette/Riemen
- 144
- Pumpeneingangswelle
- 146
- Kettenrad/Riemenscheibe
- 148
- Pumpenteil
- 150
- hydrodynamischer
Wandler
- 201
- Getriebe
- 204
- Getriebeeingangswelle
- 206
- Ölpumpe
- 208
- Pumpengehäuse
- 218
- Elektromotorgehäuse
- 222
- Elektromotor
- 224
- Stator
- 228
- Rotor
- 234
- Überholkupplung
- 244
- Pumpeneingangswelle
- 260
- Getriebeabtrieb