DE10045893A1 - Hydraulikpumpe - Google Patents

Abstract

Die Hydraulikpumpe für die Schmierölversorgung von Lastschaltgetrieben für Kraftfahrzeuge weist eine Pumpenwelle, einen Innenrotor, einen Außenrotor und ein Umsteuergehäuse auf, wobei der Innenrotor (2) und das Umsteuergehäuse (4) auf der Pumpenwelle (1) gelagert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikpumpe für die Schmierölversorgung von Kraftfahrzeuggetrieben, insbesondere von Lastschaltgetrieben, die eine vorgegebene Ölmenge als Funktion der Getriebeeingangsdrehzahl fördert zur Betätigung von Schaltkolben, die entsprechend der Druckhöhe der Ölmenge einen Schaltvorgang im Getriebe zu­ lassen oder verhindern, nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Üblicherweise sind Lastschaltgetriebe für Kraftfahr­ zeuge antriebsseitig mit einer Pumpe zur Schmierölversor­ gung des Getriebes versehen, wobei die Pumpe außerdem die Funktion hat, in Abhängigkeit der Eingangsdrehzahl eine festgelegte Ölmenge zu fördern, welche eine Blende durch­ setzt. Diese Blende erzeugt in Abhängigkeit von der Ölmenge einen Druck, wobei dieser Schaltdruck einen Schaltkolben beaufschlagt, der entsprechend der anstehenden Druckhöhe eine Gangschaltung, insbesondere eine Rückschaltung, zuläßt oder verhindert. Diese Funktion muß in beide Drehrichtungen der Getriebeeingangswelle und demzufolge auch der Pumpen­ welle gewährleistet sein.

Bei einem Drehrichtungswechsel ändern sich die Druck­ verhältnisse zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor der Hydraulikpumpe, die meistens als Innenzahnradpumpe ausge­ staltet ist. Dies bedeutet, dass die Druckseite zur Saug­ seite wird und umgekehrt. Dabei ist sicherzustellen, dass unabhängig von der Drehrichtung immer die gleiche Niere im Pumpengehäuse mit Druck beaufschlagt wird, wobei diese Nie­ re in Verbindung mit dem Schaltkolben steht. Dies erfolgt üblicherweise durch den im Umsteuergehäuse der Hydraulik­ pumpe exzentrisch gelagerten Außenrotor und durch das Ver­ schwenken des Umsteuergehäuses um 180°. Das Umsteuergehäuse ist im Gehäuse der Schaltsicherung üblicherweise zentriert und liegt aufgrund einer axial wirkenden Federkraft am In­ nenrotor an. Bei einem Drehrichtungswechsel wird das Um­ steuergehäuse vom Innenrotor über Reibschluß um 180° ver­ schwenkt, d. h. bis zu einem vorgesehenen Anschlag mitge­ schleppt.

Ein Beispiel einer Innenzahnradpumpe ist in der DE 198 26 367 beschrieben. Diese Innenzahnradpumpe dient zur Förderung niedrigviskoser Flüssigkeiten und weist ein in einem äußeren Pumpengehäuse mit Zulauf und Ablauf ange­ ordnetes inneres Pumpengehäuse auf, in dem sich die Pumpen­ aufnahme mit einem in ihr angeordneten geteilten Lagerkör­ per befindet und in diesem geteilten Lagerkörper der Radsatz der Innenzahnradpumpe axial und radial gelagert ist. Zwischen dem inneren Pumpengehäuse der Pumpenaufnahme und dem äußeren Pumpengehäuse baut sich im Betriebszustand ein Flüssigkeitsmantel auf, der die Geräuschentwicklung der Pumpe reduzieren soll und gleichzeitig die erforderliche Kühlung eines die Pumpe antreibenden Naßläufermotors ermög­ licht.

Es wurde festgestellt, dass bei den bekannten Hydrau­ likpumpen die Schmierölversorgung von Lastschaltgetrieben eine exakte Zentrierung des Umsteuergehäuses in der es auf­ nehmenden Gehäusebohrung sowie ein sehr geringes Radial­ spiel zwischen diesen beiden Bauteilen erfordert, um zwi­ schen den Kurvenbahnen von Innen- und Außenrotor ebenfalls ein möglichst geringes Radialspiel zu gewährleisten. Dies ist Voraussetzung für eine schmale Bandbreite des hydraulischen Wirkungsgrades der Pumpe, sodass der festgelegte Rückschaltpunkt in einem engen Toleranzfeld liegt. Ein ver­ größertes Radialspiel zwischen dem Umsteuergehäuse und der Gehäusebohrung zur Aufnahme des Umsteuergehäuses wirkt sich negativ auf die Geräuschentwicklung aus.

Es wurde ferner festgestellt, dass bei dem erforderli­ chen geringen Radialspiel zwischen dem Umsteuergehäuse und der Gehäusebohrung die Pumpe aufgrund der üblichen Ver­ schmutzungen im Öl zu Ausfällen neigt. Dabei setzen sich Schmutzpartikel im Ringspalt zwischen dem Umsteuergehäuse und der Gehäusebohrung fest und verhindern ein Verschwenken des Umsteuergehäuses. Weitere Funktionsstörungen können dann auftreten, wenn aufgrund von Fertigungstoleranzen (ex­ zentrischer Zentrierdurchmesser zur Antriebsachse) das Reibmoment, resultierend aus der Reibkraft am Außendurch­ messer des Umsteuergehäuses, an dem eine radiale Kraft wirkt, die sich in der Gehäusebohrung abstützt, größer ist als das Schleppmoment durch den Innenrotor. Nachteilig wirkt sich der große Hebelarm (Zentrierradius) aus, an dem schon geringe Klemmkräfte ein großes Drehmoment erzeugen, welches gegebenenfalls größer sein kann als das Reibmoment zwischen Innenrotor und Umsteuergehäuse, sodass auch in diesem Fall ein Verschwenken des Umsteuergehäuses nicht möglich ist.

Aufgrund dieser Unzulänglichkeiten können unzulässige Rückschaltungen bei hoher Drehzahl auftreten, die zu Über­ tourungsschäden am Antriebsmotor führen, der beispielsweise ein Hydromotor ist. Auch der Fahrer empfindet eine ver­ schlechterte Schaltqualität, wenn die Rückschaltung bei unzulässig hoher Drehzahl auftritt. Verschwenkt ferner das Umsteuerhäuse nicht bis zum Anschlag, so wird aufgrund der dann eingenommenen Zwischenstellung nicht genügend Öl ge­ fördert, wodurch die Schmierölversorgung des Getriebes nicht mehr ausreicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hy­ draulikpumpe für die Schmierölversorgung von Kraftfahrzeug­ getrieben und insbesondere von Lastschaltgetrieben dahinge­ hend auszugestalten, dass die oben genannten Nachteile ver­ mieden sind.

Ausgehend von einer Hydraulikpumpe der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung geht also aus von einer Hydraulikpumpe für die Schmierölversorgung von Kraftfahrzeuggetrieben, die eine vorgegebene Ölmenge als Funktion der Getriebeeingangs­ drehzahl fördert zur Betätigung von Schaltkolben, die ent­ sprechend der Druckhöhe der Ölmenge einen Schaltvorgang im Getriebe zulassen oder verhindern, wobei die Pumpe eine Pumpenwelle, einen auf der Pumpenwelle gelagerten Innenro­ tor und einen Außenrotor aufweist, der in einem schwenkba­ ren Umsteuergehäuse gelagert ist. Die oben aufgezählten Nachteile werden dadurch vermieden, dass erfindungsgemäß das Umsteuergehäuse auf der Pumpenwelle gelagert ist, wobei das Lager ein Wälzlager oder ein Gleitlager sein kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung entfällt die bisher übliche und notwendige Zentrierung zwischen dem Um­ steuergehäuse und der Bohrung des Pumpengehäuses. Neben einer Kosteneinsparung bei der Herstellung werden noch die Vorteile erzielt, dass an der Lagerstelle des Umsteuerge­ häuses auf der Pumpenwelle aufgrund der Leckage immer ein Druckgefälle vorhanden ist und somit ein Ölfluß, sodass an dieser Stelle eingedrungene, vom Öl transportierte Schmutz­ partikel kontinuierlich ausgespült werden.

Da die Mantelfläche des Zentrierdurchmessers im Gehäu­ se der Hydraulikpumpe um ein vielfaches größer ist als die­ jenige der Lagerstelle, ist die Wahrscheinlichkeit erheb­ lich geringer, dass sich an dieser Stelle Schmutzpartikel ablagern.

Eventuell vorhandene Fertigungstoleranzen bezüglich des Sitzes des Lagers im Umsteuergehäuse mit gewisser Ex­ zentrizität zur Antriebsachse wirken sich nicht negativ auf das Verschwenken des Umsteuergehäuses aus.

Die auftretende Lagerreibung trägt zusätzlich dazu bei, dass das Umsteuergehäuse in die gleiche Drehrichtung mitgeschleppt wird wie die Antriebswelle.

Sollten sich trotz des kontinuierlichen Ölflusses in der Lagerstelle vorübergehend kleine im Öl enthaltene Schmutzpartikel absetzen, so hilft dieses Lagerblockieren zusätzlich, das Umsteuergehäuse in die richtige Drehrich­ tung mitzuschleppen.

Das Schleppmoment zum Verschwenken des Umsteuergehäu­ ses ist aufgrund der Reibung in der Lagerstelle immer grö­ ßer, als es bei den herkömmlichen Hydraulikpumpen der Fall ist, wodurch die Sicherheit gegen unzulässige Rückschaltun­ gen und somit Übertourungsschäden erhöht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die einzige Figur einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäß ausgestaltete Hydraulikpumpe dar­ stellt.

Derartige Hydraulikpumpen, insbesondere Innenzahn­ radpumpen mit einem Innenrotor, einem Außenrotor und einem Umsteuergehäuse in einem Pumpengehäuse sind dem Fachmann gut bekannt, sodass im folgenden nur die für das Verständ­ nis der Erfindung notwendigen Bauteile beschrieben werden.

Die Hydraulikpumpe für die Schmierölversorgung eines (nicht dargestellten) Lastschaltgetriebes für Kraftfahrzeu­ ge, die eine vorgegebene Ölmenge als Funktion der Getriebe­ eingangsdrehzahl fördert, zur Betätigung von im Lastschalt­ getriebe angeordneten Schaltkolben, die entsprechend der Druckhöhe der Ölmenge einen Schaltvorgang im Getriebe, ins­ besondere einen Rückschaltvorgang, zulassen oder verhin­ dern, weist eine Pumpenwelle 1, einen Innenrotor 2 und ei­ nen Außenrotor 3 auf, der exzentrisch in einem Umsteuerge­ häuse 4 gelagert ist. Das Umsteuergehäuse 4 sitzt in einer Bohrung 5 des Pumpengehäuses 6.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass im Gegensatz zur herkömmlichen Lösung, bei eine exakte Zentrierung und ein geringes Radialspiel zwischen dem Umsteuergehäuse 4 und der Bohrung 5 im Pumpengehäuse 6 vorzusehen war, eine Lage­ rung des Umsteuergehäuses 4 auf der Pumpenwelle 1 erfolgt, wobei diese Lagerstelle 7 ein Gleitlager oder ein Wälzlager aufweisen kann.

Durch die Lagerung des Umsteuergehäuses 4 auf der Pum­ penwelle 1 entfällt die bisher erforderliche Zentrierung zwischen Umsteuergehäuse 4 und der Bohrung 5 im Pumpenge­ häuse 6. Dies führt zu einer nicht unerheblichen Kostenein­ sparung bei der Herstellung.

Aus der einzigen Figur ist ferner ersichtlich, dass an der Lagerstelle 7 aufgrund der Leckage an der Hydraulikpum­ pe immer ein Druckgefälle vorhanden ist und damit ein Öl­ fluß und nicht eine Art Sackgasse für das Öl, wie es bei der bisher üblichen Zentrierung des Umsteuergehäuses 4 in der Bohrung 5 des Pumpengehäuses 6 der Fall war, in die Schmutzpartikel im Öl zwar eindringen können, jedoch nicht mehr ausgespült werden.

Im Gegensatz dazu wird die erfindungsgemäß vorgesehene Lagerstelle 7 kontinuierlich mit Öl durchspült.

Aufgrund der Tatsache, dass die Mantelfläche des La­ gers erheblich kleiner ist als diejenige der Bohrung 5 im Pumpengehäuse 6, ist die Wahrscheinlichkeit erheblich ver­ ringert, dass sich an der Lagerstelle 7 Schmutzpartikel ablagern.

Fertigungstoleranzen des Lagersitzes im Umsteuergehäu­ se 4 in Form von Exzentrizitäten zur Antriebsachse wirken sich nicht negativ auf ein Verschwenken des Umsteuergehäu­ ses 4 bei Drehrichtungsumkehr der Pumpenwelle aus.

Das Schleppmoment zum Verschwenken des Umsteuergehäu­ ses 4 ist aufgrund der Reibung in der Lagerstelle 7 immer größer als bei den herkömmlichen Hydraulikpumpen mit Zen­ trierbohrung, wodurch die Sicherheit gegen unzulässige Schaltvorgänge erhöht wird.

Bezugszeichen

1

Pumpenwelle

2

Innenrotor

3

Außenrotor

4

Steuergehäuse

5

Bohrung

6

Pumpengehäuse

7

Lagerstelle

Claims (3)

1. Hydraulikpumpe für die Schmierölversorgung von Kraftfahrzeuggetrieben, insbesondere von Lastschaltgetrie­ ben, die eine vorgegebene Ölmenge als Funktion der Getrie­ beeingangsdrehzahl fördert, zur Betätigung von Schaltkol­ ben, die entsprechend der Druckhöhe der Ölmenge einen Schaltvorgang im Getriebe zulassen oder verhindern, wobei die Pumpe eine Pumpenwelle, einen auf der Pumpenwelle gela­ gerten Innenrotor und einen Außenrotor aufweist, der in einem schwenkbaren Umsteuergehäuse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umsteuergehäu­ se (4) auf der Pumpenwelle (1) gelagert ist.

2. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Lagerung des Umsteuer­ gehäuses (4) mittels eines Wälzlagers (7) erfolgt.

3. Hydraulikpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Lagerung des Umsteuer­ gehäuses (4) mittels eines Gleitlagers (7) erfolgt.