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Die Erfindung betrifft eine Pumpe-Motor-Einheit.
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Pumpe-Motor-Einheiten werden insbesondere im Kraftfahrzeugbereich zur Förderung hydraulischer Fluide, insbesondere von Schmieröl oder Kraftstoff eingesetzt. Ein Rotor der Pumpe, welche das Fluid aus einem Tank fördert und verdichtet, wird von einem Motor, üblicherweise einem Elektromotor, angetrieben. Eine Welle des Elektromotors ist einen Rotor des Elektromotors mit dem Rotor der Pumpe verbindend zum Antrieb der Pumpe vorgesehen. Hierzu ist üblicherweise die Welle des Elektromotors mittels einer Lagervorrichtung im Elektromotor rotierbar gelagert. Eine Pumpenwelle der Pumpe, welche verdrehfest mit dem Rotor der Pumpe verbunden ist, ist in der Pumpe mit Hilfe einer weiteren Lagervorrichtung gelagert. Zur Verbindung der Welle mit der Pumpenwelle ist eine Kupplung ausgebildet.
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Somit weisen die Pumpe-Motor-Einheiten des Standes der Technik zumindest zwei Lagervorrichtungen sowie eine Kupplung auf, wodurch hohe Entwicklungs- und Herstellungskosten entstehen. Des Weiteren ist bei der Ausbildung von mehreren Lagervorrichtungen mit einem erhöhten Reibungsverlust zu rechnen, da jede Lagerstelle der Lagervorrichtung Reibungsverluste erzeugt. Höhere Reibungsverluste wiederum bedeuten eine Erhöhung der notwendigen Motorleistung des Elektromotors bei gleicher Pumpenleistung.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Pumpe-Motor-Einheit bereitzustellen, welche kostengünstig und effizient ausgebildet ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pumpe-Motor-Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß umfasst die Pumpe-Motor-Einheit einen Motor und eine Pumpe, wobei die Pumpe einen ersten Rotor und ein erstes Gehäuse aufweist, und wobei der Motor als Elektromotor ausgebildet ist und einen zweiten Rotor, einen Stator und ein zweites Gehäuse aufweist, wobei der erste Rotor zumindest teilweise und der zweite Rotor mit einer gemeinsamen Welle drehfest verbunden sind, um über die Welle eine Übertragung einer Rotation des zweiten Rotors auf den ersten Rotor zu ermöglichen.
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Aufgrund der gemeinsamen Welle, die eine Verbindung zwischen dem ersten Rotor, welcher zumindest teilweise mit ihr verbunden ist, und dem zweiten Rotor herbeiführt, ist eine kostengünstige und effiziente Pumpe-Motor-Einheit realisiert. Im Vergleich zum Stand der Technik, welcher das Erfordernis zweier Wellen aufweist, benötigt die erfindungsgemäße Pumpe-Motor-Einheit lediglich eine einzige Welle.
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Eine Kostenreduktion ist somit durch eine Reduktion der Bauteile gegeben, da auf eine zweite Welle verzichtet werden kann. Des Weiteren ist eine Kostenreduktion infolge der einzigen Welle durch eine kostengünstig auszubildende Lagerung der Welle gegeben. Üblicherweise ist eine Welle mit zumindest zwei Lagern zu lagern. Sofern zwei Wellen, wie im Stand der Technik, vorliegen, bedeutet dies, dass zur gesicherten Lagerung zumindest vier Lager vorzusehen sind. Somit führt die Reduzierung der Wellenanzahl zu einer Reduktion der Lager, wodurch die Pumpe-Welle-Einheit weiter kostenreduziert ausgebildet ist.
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Die Reduktion der Lager wiederum führt zu einer Reduktion der Reibungsverluste, da jedes Lager im Betrieb Reibungsverluste verursacht. Je geringer die Anzahl der Lager ist, desto geringer sind die Reibungsverluste. Das bedeutet, dass mit der erfindungsgemäßen Pumpe-Motor-Einheit die gleiche Pumpenleistung bei geringerer Leistung des Elektromotors erreichbar und eine effiziente Pumpe-Motor-Einheit herbeigeführt ist. Somit kann der Elektromotor und damit die gesamte Pumpe-Motor-Einheit bei gleicher Leistung kleiner und kompakter im Vergleich mit dem Stand der Technik gebaut werden.
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Ein zusätzlicher Vorteil ist die Bereitstellung einer kompakten Pumpe-Motor-Einheit, da die Anzahl der Lager reduziert ist und die Pumpe-Motor-Einheit somit zumindest in ihrer axialen Erstreckung kompakt ausgebildet werden kann.
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Eine weitere Einsparmaßnahme resp. Kostenreduktion ist durch die Eliminierung einer zur Kraftübertragung zwischen zwei Wellen auszubildende Kupplung erreicht.
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Ein weiterer Vorteil, neben der kostengünstigen Herstellung der Pumpe-Motor-Einheit ist in einer verlängerten Lebensdauer der Pumpe-Motor-Einheit zu sehen, da, aufgrund der Reduktion der Bauteileanzahl, eine geringere Anzahl an Bauteilen einem Verschleiß und/oder einem Ausfall unterliegen können.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sind der erste Rotor, welcher zumindest teilweise mit der Welle befestigt ist, und/oder der zweite Rotor mit Hilfe einer Presspassung mit der Welle verbunden. Eine kraftschlüssige Verbindung in Form einer Presspassung bzw. einer Presspassverbindung zwischen den Rotoren und der Welle weist gegenüber anderen Verbindungen mehrere Vorteile auf. Mit Hilfe der Presspassverbindung lässt sich auf einfache Weise eine gesicherte Verbindung herstellen. Im Vergleich mit bspw. einer Schraubverbindung sind keine zusätzlichen Sicherungselemente notwendig. Unter Umständen kann diese Verbindung mit entsprechendem Kraftaufwand auch wieder gelöst werden, wobei bei der Herstellung der Presspassverbindung der Lösbarkeit bei einem entsprechenden Kraftaufwand Rechnung getragen wird. Diese mögliche Lösbarkeit ist ein Vorteil gegenüber einer stoffschlüssigen Verbindung, welche eine nichtlösbare Verbindung zwischen den Rotoren und der Welle realisieren würde.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Welle mit Hilfe eines ersten Radiallagers und eines zweiten Radiallagers radial gelagert, wobei der erste Rotor zwischen dem ersten Radiallager und dem zweiten Radiallager angeordnet ist. Zur radialen Lagerung der die Rotoren aufweisenden Welle sind zwei Radiallager vorgesehen. Diese beiden Radiallager dienen einer radial gesicherten Positionierung der Welle in der Pumpe-Welle-Einheit. Der Vorteil der Positionierung des ersten Rotors zwischen den beiden Radiallagern ist die Erzielung einer wenig bis nicht durchgebogenen Welle und damit eine verschleißreduzierte Pumpe-Welleneinheit, da durch eine entsprechende Positionierung der Rotoren und der Radiallager ein rotationsdynamisch unwuchtreduziertes System herbeigeführt werden kann, dessen Lagerbelastung gering ist.
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Aufgrund der Anordnung des ersten Rotors zwischen den beiden Radiallagern, kann der zweite Rotor an einer dem ersten Rotor gegenüberliegenden Seite der Welle gelagert werden, wobei zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor eines der beiden Radiallager positioniert ist. Somit ist ein Rotationssystem ausgebildet, welches entlang der Welle eine serielle Anordnung einer Lager-Rotor-Paarung aufweist. Der zwischen zwei Radiallagern positionierte erste Rotor ist so von den beiden Radiallagern beabstandet anzuordnen, dass aus seiner Masse eine Durchbiegung der Welle resultiert, die durch eine entsprechende Positionierung des zweiten Rotors in Abhängigkeit von dessen Masse ausgeglichen werden kann, da eines der beiden Radiallager zwischen den beiden Rotoren angeordnet ist. Würden im Vergleich dazu bspw. beide Rotoren zwischen den beiden Radiallagern angeordnet werden, käme es zu einer starke Durchbiegung der Welle, welche aufgrund eines so genannten Kantentragens im Bereich der Radiallager verschleißerhöht beansprucht würde. Der gleiche negative Effekt würde bei einer Positionierung beider Radiallager zwischen den beiden Rotoren auftreten. Somit ist durch die Positionierung des ersten Rotors zwischen den beiden Radiallagern auf kostengünstige Weise eine verschleißreduzierte Pumpe-Motor-Einheit geschaffen.
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Sofern das erste Radiallager und/oder das zweite Radiallager in Form eines Gleitlagers ausgebildet sind, ist eine weitere kostengünstige Herstellung der Pumpe-Motor-Einheit realisiert, da Gleitlager im Vergleich zu Wälzlager kostengünstig herstellbar sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das erste Gehäuse einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt auf, wobei der erste Gehäuseabschnitt das erste Radiallager ausbildet und wobei der zweite Gehäuseabschnitt das zweite Radiallager ausbildet. Somit sind beide Radiallager im Pumpengehäuse ausgebildet, und eine Radiallagerung der Welle im Elektromotor entfällt. Damit wiederum lässt sich eine kompakte, in Richtung ihrer axialen Erstreckung kurze Pumpe-Motor-Einheit herbeiführen, denn ein entsprechender Bauraum zur Anordnung des Radiallagers im Elektromotor muss nicht vorgehalten werden, so dass auf einer von der Pumpe abgewandt ausgebildeten Seite des Elektromotors bspw. eine Steuerelektronik zur Ansteuerung der Pumpe-Motor-Einheit unmittelbar an den Elektromotor angeschlossen werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der erste Gehäuseabschnitt als Gehäusedeckel der Pumpe ausgebildet, wodurch sich vorteilhafterweise eine Montage der Radiallager vereinfacht. Das erste Radiallager kann ausgehend von einer Innenfläche des Deckels, somit einer dem ersten Rotor zugewandt ausgebildeten Fläche des Deckels, in Richtung einer axialen Erstreckung des ersten Gehäuses in den Deckel eingesetzt werden und bspw. mittels einer Presspassung in den Deckel gefügt werden. Des Weiteren ist auch der Einbau des zweiten Radiallagers wesentlich vereinfacht, da das zweite Radiallager ebenfalls über einen den ersten Rotor aufnehmenden Innenbereich in das Gehäuse eingebracht werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Radiallager aus einem aluminiumhaltigen Werkstoff ausgebildet. Aluminiumhaltige Werkstoffe und Aluminiumlegierungen zeichnen sich durch ein geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit aus. Entsprechend der Legierungselemente ist es somit möglich eine hohe Festigkeit der Radiallager zu erzielen, die insbesondere bei einer in Form von Gleitlagern ausgestalteten Radiallagern für die auftretende Gleitlagerreibung vorteilhaft ist, da aufgrund der hohen Festigkeit der Verschleiß reduziert ist. Als besonders vorteilhaft hat sich der aluminiumhaltige Werkstoff AlSi10Mg erwiesen.
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Vorteilhafterweise ist zur weiteren Bauteil- und somit Kostenreduzierung der Pumpe-Motor-Einheit, der erste Rotor zur axialen Lagerung der Welle ausgebildet.
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Damit kann auf einfache Weise ein weiteres Bauteil in Form eines Axiallagers entfallen.
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Vorteilhafterweise ist das erste Gehäuse dazu ausgebildet, eine Bewegung des ersten Rotors in eine axiale Richtung der Welle oder in beide axiale Richtungen der Welle zu begrenzen, um eine axiale Lagerung der Welle herbeizuführen. Der erste Rotor ist an eine Innenwandung des ersten Gehäuses angrenzend positioniert, wobei eine die Funktion der Pumpe-Motor-Einheit beeinträchtigende axiale Verschiebung des ersten Rotors in eine erste Richtung durch die Innenwandung, welche vorteilhafterweise im Gehäusedeckel ausgebildet ist, aufgrund eines möglichen Anliegens des ersten Rotors an der Innenwandung vermieden werden kann. Die axiale Verschiebung des ersten Rotors in die vom Gehäusedeckel abgewandte Richtung ist durch eine Anlage des ersten Rotors am ersten Gehäuse herbeiführbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind ein erstes Ende der Welle und ein vom ersten Ende abgewandt ausgebildetes zweites Ende der Welle über das erste Gehäuse hinausragend ausgebildet. Der Vorteil der über das erste Gehäuse hinausragenden Enden ist in der Herbeiführung einer betriebsfesten Montage der Pumpen-Motor-Einheit zu sehen. So wird bspw. bei der Herstellung der Pumpe-Motor-Einheit zuerst der erste Rotor der Pumpe mit der Welle über eine Presspassverbindung gefügt. Die Welle wird anschließend in den zweiten Gehäuseabschnitt eingelegt, wobei die beiden Enden sich über den zweiten Gehäuseabschnitt erstreckend angeordnet werden. Daran anschließend wird der Gehäusedeckel ebenfalls auf die Welle aufgeschoben, bis zwischen dem ersten Rotor und dem Gehäusedeckel lediglich ein Bewegungsspalt zur Rotationsbewegung des ersten Rotors ausgebildet ist. Beide Enden der Welle sind am Ende dieses Montagevorgangs über das erste Gehäuse hinausragend angeordnet. Schließlich wird der zweite Rotor des Elektromotors über eine Presspassverbindung mit der Welle gefügt, wobei der zweite Rotor am zweiten Ende der Welle mit diesem nahezu bündig abschließend angeordnet ist. Da die Presspassverbindung unter einer bestimmten Druckbelastung bzw. unter einem bestimmten Kraftaufwand erfolgt, wird das erste Ende, welches über das erste Gehäuse hinausragend ist, genutzt, um einen Gegendruck bzw. eine Gegenkraft zur positionsgenauen Montage des zweiten Rotors aufzunehmen. Durch den Überstand des ersten Endes über das erste Gehäuse kann eine Beschädigung der Verbindung der Welle zum ersten Rotor durch die anzulegenden Presskräfte während der Montage des zweiten Rotors vermieden werden. Somit kann dem Erfordernis, im Bereich des zweiten Rotors eine bestimmte Presskraft zur gesicherten Montage des zweiten Rotors auf der Welle wirken zu lassen, nachgekommen werden, ohne eine Beschädigung der Pumpe herbeizuführen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist zur Realisierung einer bevorzugten, da reibungsverlustminimierten Reibpaarung der Radiallager und der Welle, die Welle aus Stahl ausgebildet.
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Die Ausbildung der Pumpe-Motor-Einheit als Nassläufer weist den Vorteil auf, dass die zur Lagerung der Welle angeordneten Radiallager sowie das Axiallager auf einfache Weise mit einem Schmiermittel versorgt werden können, da das zu fördernde Schmiermittel in die Pumpe eindringen und aus der Pumpe abfließen kann. Dadurch ist eine besonders hohe Lebensdauer der Pumpe-Motor-Einheit realisiert.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Pumpe in Form einer Gerotorpumpe ausgebildet, welche eine kostengünstige Alternative zu anderen Förderpumpen bei gleichem Fördervolumen darstellt, und bei welcher axiale Kräfte besonders gut durch den Pumpenrotor aufgenommen werden können. Bei Gerotorpumpen verhält sich das äußere Hohlrad ähnlich wie ein Gleitlager, und über einen großen Betriebsbereich findet zwischen den Bauteilen eine positive Flüssigkeitsreibung statt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Pumpe-Motor-Einheit ist die Welle zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Rotor abschnittsweise freiliegend ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Pumpe-Motor-Einheit in einer kostengünstigen Modulbauweise herstellbar ist, da ein Rotorpaket für den Elektromotor mit einer dem Einsatz der Pumpe-Motor-Einheit angepassten Länge eingesetzt werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es möglich, dass die Elemente nicht in allen Figuren mit ihrem Bezugszeichen versehen sind ohne jedoch ihre Zuordnung zu verlieren. Es zeigen:
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1 in einem Längsschnitt die erfindungsgemäße Pumpe-Motor-Einheit in Verbindung mit einer den Motor steuernden Steuerelektronik,
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2 in einer perspektivischen Ansicht die erfindungsgemäßen Pumpe- Motor-Einheit,
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3 in einer Seitenansicht die Pumpe-Motor-Einheit gem. 2,
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4 in einem Längsschnitt entlang der Schnittlinie IV-IV die Pumpe-Motor- Einheit gem. 3,
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5 eine Gerotorpumpe, und
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6 eine schematische Darstellung eines Getriebes mit einer Pumpe.
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Eine erfindungsgemäße Pumpe-Motor-Einheit 10 ist gemäß 1 aufgebaut. Die Pumpe-Motor-Einheit 10 umfasst eine Pumpe 20, welche in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Gerotorpumpe ausgestaltet ist. Es sind grundsätzlich auch andere Zahnringpumpen möglich.
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Des Weiteren umfasst die Pumpe-Motor-Einheit 10 einen Motor 30, welcher in Form eines Elektromotors ausgebildet ist, sowie eine Steuervorrichtung 50. Die Pumpe-Motor-Einheit 10 ist in Form einer Sekundärölpumpe ausgeführt.
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2 zeigt die erfindungsgemäße Pumpe-Motor-Einheit 10 in einer perspektivischen Darstellung.
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In 3 ist die erfindungsgemäße Pumpe-Motor-Einheit 10 in einer Seitenansicht dargestellt.
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4 zeigt die Pumpe 20 und einen Ausschnitt des Elektromotors 30 der erfindungsgemäßen Pumpe-Motor-Einheit 10.
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Die Pumpe 20 weist einen ersten Rotor 21 mit einem ersten Rotorteil 211 und ein das erste Rotorteil 211 umfassendes zweites Rotorteil 212 auf, in dem das erste Rotorteil 211 aufgenommen ist. Die Rotorteile 211, 212 sind ringscheibenförmig ausgebildet, wobei an einer Umfangsfläche 213 des ersten Rotorteils 211 eine erste Mehrzahl von Zähnen 214 in Form einer Außenverzahnung und an einer Innenfläche 215 des zweiten Rotorteils 212 eine zweite Mehrzahl von Zähnen 216 in Form einer Innenverzahnung angeordnet sind, die im Betrieb der Pumpe 20 miteinander in Eingriff stehen. Die Anzahl der Zähne 214 unterscheidet sich von der Anzahl der Zähne 216, so dass die Rotorteile 211, 212 mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren. Der Pumpenrotor 21 ist in einem Pumpenstator 22 angeordnet, welcher im Ausführungsbeispiel einstückig mit einem ersten Gehäuse 200 der Pumpe 20, einem Pumpenkammerngehäuse, ausgebildet ist.
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Das erste Gehäuse 200 weist eine kreiszylindrische Vertiefung 201 auf, die eine Kammer bildet, in der der erste Rotor 21 rotierbar aufgenommen ist und von einer Welle 40 des Elektromotors 30 rotierend angetrieben wird. Die Welle 40 weist eine Drehachse 41 auf. Das erste Rotorteil 211 ist verdrehfest mit der Welle 40 verbunden, wobei eine Verbindung in Form einer Presspassung zwischen dem ersten Rotorteil 211 und der Welle 40 ausgebildet ist. Der Elektromotor 30 ist einer Stirnseite 202 des ersten Gehäuses 200 gegenüberliegend angeordnet.
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Die Welle 40 ist in einer im ersten Gehäuse 200 ausgebildeten Aufnahmeöffnung 203 des ersten Gehäuses 200 rotierbar aufgenommen, wobei die Aufnahmeöffnung 203 in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Bohrung ausgebildet ist und sich entlang der Drehachse 41 axial erstreckt. Eine erste Rotationsachse 217 des ersten Rotorteils 211 ist koaxial mit der Drehachse 41 ausgeführt.
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Die Welle 40 ist sich über das erste Gehäuse 200 hinweg erstreckend ausgebildet, wobei ein erstes Ende 42 der Welle 40 und ein zweites Ende 43 der Welle 40 über das erste Gehäuse 200 hinausragend sind, derart, dass sich die Welle 40 vollständig durch die Kammer 201 hindurch erstreckt.
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Ein zweiter Rotor 31 des Elektromotors 30 ist am zweiten Ende 43 der Welle 40 drehfest mit der Welle 40 verbunden. Zwischen dem ersten Rotor 21 und dem zweiten Rotor 31 ist ein Gehäusedeckel 204 des ersten Gehäuses 200 angeordnet. Zwischen dem Gehäusedeckel 204 und dem zweiten Rotor 31 ist die Welle 40 freiliegend. Der Elektromotor 30 weist ein in 1 dargestelltes zweites Gehäuse 32 auf, welches den zweiten Rotor 31 und einen den zweiten Rotor 31 umfassenden Stator 33 aufnimmt.
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In der Kammer 201 ist der erste Rotor 21 angeordnet, wobei das erste Rotorteil 211 koaxial mit der Welle 40 auf dem pumpenseitigen Abschnitt der Welle 40 angeordnet ist.
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An einer von der Stirnseite 202 abgewandt ausgebildeten Rückseite 220 des ersten Gehäuses 200 sind ein Sauganschluss 205 und ein Druckanschluss 206, s. 2, ausgestaltet. Der Sauganschluss 205 steht über eine als ringsegmentartige Ausnehmung im ersten Gehäuse 200 ausgebildeten Ansaugniere 209 mit einem Ansaugbereich 210 der Kammer 201 in Verbindung, wohingegen der Druckanschluss 206 über eine als ringsegmentartige Ausnehmung im ersten Gehäuse 200 ausgebildete Ausstoßniere 207 mit einem Ausstoßbereich 208 der Kammer 201 in Verbindung steht. Die Ansaugniere 209 ist der Ausstoßniere 208 bevorzugt diametral gegenüberliegend angeordnet, es ist aber auch eine andere Anordnung (beispielsweise in einem Abstand bezüglich der Mitten von 150 °) möglich.
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Das den ersten Rotorteil 211 umfassende zweite Rotorteil 212, welches somit als Außenrotor ausgebildet ist, ist in der zylindrischen Kammer 201 im wesentlichen koaxial zur Kammer 201 drehbar gelagert, wobei eine Längsachse 221 der Kammer 201 der zweiten Rotationsachse 218 entspricht und diese parallel zur der Drehachse 41 entsprechenden ersten Rotationsachse 217 versetzt ist. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass die Innenverzahnung des zweiten Rotorteils 212 mehr Zähne aufweist als die Außenverzahnung des exzentrisch zum zweiten Rotorteil 212 angeordneten ersten Rotorteils 211.
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Eine Drehung des ersten Rotorteils 211 führt aufgrund des gegenseitigen Eingriffs der Verzahnungen des ersten Rotorteils 211 und des zweiten Rotorteils 212 zur Mitdrehung des zweiten Rotorteils 212. Die miteinander bereichsweise in Eingriff stehenden Zähne der ersten Mehrzahl von Zähnen 214 und der zweiten Mehrzahl von Zähnen 216 stehen nur über einen bestimmten Winkelbereich vollständig miteinander in Eingriff, wobei in einem genau gegenüberliegenden Winkelbereich die erste Mehrzahl von Zähnen 214 und die zweite Mehrzahl von Zähnen 216 voneinander beabstandet sind und nicht ineinander eingreifen.
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Die Rotation des ersten Rotors 21 führt zu einer so genannten Überholung in Drehrichtung der zweiten Mehrzahl von Zähnen 216 durch die erste Mehrzahl von Zähnen 214. Zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Zähnen des ersten Rotorteils 211 und des zweiten Rotorteils 212 entsteht während der Rotation ein sich in seiner Größe alternierender Zwischenraum 219. Sobald aufgrund der Rotation der Eingriff der gegenüberliegenden Zähne des ersten Rotorteils 211 und des zweiten Rotorteils 212 aufgehoben wird, vergrößert sich der Zwischenraum 219 bis zu einer maximalen Größe. Bei weiterer Rotation wird die Größe des Zwischenraums 219 wieder kleiner, bis es ausgehend von einem teilweisen Eingreifen der gegenüberliegenden Zähne des ersten Rotorteils 211 und des zweiten Rotorteils 212 zu einem vollständigen Eingriff dieser Zähne kommt. Sobald der vollständige Eingriff ausgebildet ist, ist der Zwischenraum 219 aufgehoben.
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Während der Rotationsphase der Zunahme des Zwischenraumes 219 bewegt sich dieser über die Ansaugniere 209, so dass über den Sauganschluss 205 zugeführtes hydraulisches Medium in den Zwischenraum 219 gesaugt wird. Während der Rotationsphase der Abnahme des Zwischenraums 219 bewegt sich dieser über die Ausstoßniere 207, so dass das hydraulische Medium über die Ausstoßniere 207 zum Druckanschluss 206 mit erhöhtem Druck geführt wird.
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Erfindungsgemäß sind das erste Rotorteil 211 und der zweite Rotor 31 mit der gemeinsamen Welle 40 drehfest verbunden, um über die Welle 40 eine Übertragung der Rotation des zweiten Rotors 31 auf den ersten Rotor 21 zu ermöglichen. Der zweite Rotor 31 ist ebenfalls mittels einer Presspassung mit der Welle 40 verdrehfest verbunden
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Die Welle 40 ist mittels einer Gleitlagerung im Gehäuse 200 radial gelagert. Es ist ein erstes Radiallager 222 im Gehäusedeckel 204 des Gehäuses 200, einem ersten Gehäuseabschnitt 224 des Gehäuses 200, sowie ein zweites Radiallager 223 im die Rückseite 220 aufweisenden zweiten Gehäuseabschnitt 225 des Gehäuses 200 ausgebildet. Der erste Rotor 21 ist somit zwischen dem ersten Radiallager 222 und dem zweiten Radiallager 223 angeordnet. Ebenso könnten die Radiallager 222, 223 bspw. auch in Form von Wälzlagerung ausgebildet sein.
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Eine Axiallagerung, welche eine axiale Bewegung der Welle 40 entlang der Drehachse 41 verhindert, ist mit Hilfe des ersten Rotors 21 herbeigeführt, welcher an den ersten Gehäuseabschnitt 224, der in diesem Ausführungsbeispiel in Form des Gehäusedeckels 204 ausgestaltet ist, axial angrenzend angeordnet ist. Somit ist das erste Gehäuse 200 zur axialen Lagerung der Welle 40 ausgebildet.
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Damit Reibungsverluste reduziert sind, sind die Radiallager 222, 223 aus einem aluminiumhaltigen Werkstoff, insbesondere aus dem Werkstoff AlSi10Mg hergestellt. Die Ausbildung der Welle 40 aus Stahl führt zu einer günstigen, da besonders reibungsarmen Paarung der miteinander in Kontakt stehenden Bauteile 224, 225, 40.
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Die Pumpe-Motor-Einheit 10 ist in Form eines so genannten Nassläufers ausgebildet und in einer nicht näher dargestellten Ölwanne eines nicht näher dargestellten Getriebes angeordnet. Sie dient als ergänzende Ölpumpe, als Sekundärölpumpe, für das Getriebe, so lange eine nicht näher dargestellte Hauptölpumpe inaktiv ist. Über den Sauganschluss 205 wird im Betrieb der Sekundärölpumpe Öl aus der Ölwanne gesaugt, dieses in der Pumpe 20 verdichtet und über den Druckanschluss 206 dem Getriebe zugeführt, welches mittelbar oder unmittelbar über eine Ölleitung mit dem Druckanschluss 206 verbunden ist.
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Eine Steuerelektronik 51 der Steuervorrichtung 50 ist an einer von der Pumpe 20 abgewandt angeordneten Seite der Pumpe-Motor-Einheit 10 mit dieser verbunden. Die Steuervorrichtung 50 weist ein drittes Gehäuse 60 auf.
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Die Ausbildung als Nassläufer begünstigt eine Schmierölversorgung der Lager 222, 223. Eine durch die Aufnahmeöffnung 203, welche sich vollständig durch das erste Gehäuse 200 erstreckt, gebildete Durchtrittsöffnung 226 an der Rückseite 220 des ersten Gehäuses erlaubt ein Ein- und Ausströmen des zur Förderung vorgesehenen Schmieröls in die Pumpe 20, wodurch die Lager 222, 223 sowie der zur axiale Lagerung ausgebildete erste Rotorteil 211 mit Schmiermittel versorgt werden können. Ebenso kann das über die Durchtrittsöffnung 226 eintretende Schmiermittel auch über die Pumpe in den Elektromotor 30 über einen am von der Pumpe 20 abgewandten Ende des Elektromotors 30 ausgebildeten Motordeckel 34 austreten und vice versa. Bevorzugt stehen der Ansaugbereich 209, 210 an der Stirnseite des Pumpenrotors 211, 212 und die Aufnahmeöffnung 203 über einen Fluidkanal 227 in Fluidverbindung, um auch über den Ansaugbereich 209, 210 eine Zuführung des Öls zur Aufnahmeöffnung 203 zu ermöglichen und eine bessere Schmierung der Welle zu ermöglichen.
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5 zeigt beispielhaft den Aufbau einer Gerotorpumpe 30. Der Rotor der Pumpe 30 hat ein inneres Zahnrad 302 und einen äußeren Zahnring 303, dessen Innenverzahnung mit dem inneren Zahnrad kämmt. Das Zahnrad 302 und der Zahnring 303 sind exzentrisch zueinander angeordnet, und sie haben eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen. Hierdurch drehen sich das Zahnrad 302 und der Zahnring 303 mit unterschiedlichen Drehzahlen, so dass sich die Hohlräume zwischen den Zähnen bei der Drehung zwischen einem maximalen Volumen und einem minimalen Volumen verändern. Die Pumpe 30 hat einen Fluideinlass 304 und einen Fluidauslass 305. Der Fluideinlass 304 steht über einen – nicht dargestellten – Kanal mit der Stirnseite des Zahnrads 302 und Zahnrings 303 in einem Bereich in Fluidverbindung, in dem sich die Hohlräume bei einer vorgegebenen Drehrichtung vergrößern und somit einen Unterdruck aufbauen, und der Fluidauslass 305 steht über einen – nicht dargestellten – Kanal mit der Stirnseite des Zahnrads 302 und Zahnrings 303 in einem Bereich in Fluidverbindung, in dem sich die Hohlräume bei einer vorgegebenen Drehrichtung verringern und somit einen Überdruck aufbauen, um hierdurch das zu fördernde Fluid heraus zu pressen.
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6 zeigt einen möglichen schematischen Aufbau einer Getriebevorrichtung 370 mit einem schematisch angedeuteten Gehäuse 372, in dem unten ein Getriebeöl 360 vorgesehen ist. Das eigentliche mechanische Getriebe 354 muss im Betrieb mit dem Getriebeöl 360 geschmiert werden. Hierzu ist eine erste Getriebeöl-Hauptpumpe 350 vorgesehen, die von dem Getriebe 354 über eine Vorrichtung 352 mechanische angetrieben wird und Getriebeöl 360 über die Leitung 358 zum Getriebe 354 pumpt. Die Getriebeöl-Hauptpumpe 350 funktioniert aber nur dann, wenn das Getriebe 354 in Bewegung ist. Im Stillstand des Getriebes 354 ist die mechanisch angetriebene Getriebeöl-Hauptpumpe nicht aktiv, und eine Schmierung des Getriebes 354 ist insbesondere beim Anlauf des Getriebes 354 nicht sicher gewährleistet. Daher ist die durch den Elektromotor 30 antreibbare Getriebeöl-Zusatzpumpe 31 vorgesehen, und diese kann bei Bedarf über die Leitung 356 und das Rückschlagventil 357 Getriebeöl 360 in die Leitung 358 und damit ins Getriebe 354 pumpen. Das Rückschlagventil 357 ist dazu vorgesehen, einen Getriebeölfluss von der Pumpe 350 in die Pumpe 31 zu unterbinden. Das zum Getriebe 354 gepumpte Getriebeöl 360 fließt anschließend wieder zurück nach unten und kann erneut nach oben gepumpt werden. Die Pumpe 31 ist natürlich alternativ auch als Getriebeöl-Hauptpumpe einsetzbar.
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Naturgemäß sind im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.
