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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Ölpumpe, umfassend ein Planetengetriebe sowie einen ersten und einen zweiten Freilauf, wobei die Motorwelle eines Antriebsmotors über den ersten Freilauf mit einem ersten Element des Planetengetriebes und über den zweiten Freilauf mit einem zweiten Element des Planetengetriebes verbindbar ist und die Eingangswelle der Ölpumpe mit dem zweiten Element des Planetengetriebe drehfest verbunden ist, wobei das dritte Element drehfest festgelegt ist und der erste und der zweite Freilauf so angeordnet sind, dass sie jeweils unterschiedliche Sperrrichtungen aufweisen.
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Bei Antrieben, die eine Ölpumpe zur Schmiermittelversorgung aufweisen, muss aufgrund des Wirkprinzips der Pumpe die Drehrichtung der Pumpe in der Regel konstant sein. Bei Drehrichtungsumkehr des Antriebs, beispielsweise durch Rückwärtsfahrt von elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen, muss sichergestellt werden, dass sich die Drehrichtung der Pumpe nicht ändert, um eine Schmiermittelversorgung auch bei Drehrichtungsumkehr des Antriebs sicherzustellen.
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Aus der
US 2011/027105 A ist es bekannt, eine Ölpumpe über ein Planetengetriebe und einen Freilauf so anzutreiben, dass die Geschwindigkeit der Ölpumpe verändert werden kann. Eine Umkehr der Drehrichtung des Antriebes führt hier jedoch stets zu einer Umkehr der Drehrichtung der Pumpe.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für Antriebe, bei der sich die Drehzahl des Antriebsmotors umkehren kann, beispielsweise für Antriebe elektrischer Fahrzeuge, einen mechanischen Pumpenantrieb zu entwickeln, der unabhängig von der Fahrtrichtung und der Drehrichtung des Antriebsmotors immer gleich dreht, und somit in den gleichen Saug- und Druckkanal der Pumpe befördert.
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Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung für eine Ölpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung umfasst ein Planetengetriebe, das ein erstes, ein zweites und ein drittes Element aufweist. Bei den drei Elementen handelt es sich um in der Regel um ein Sonnenrad, ein Hohlrad und um einen Steg (Planetenträger), an dem die Planeten des Planetengetriebes befestigt sind. Die Antriebsvorrichtung umfasst ferner einen ersten und einen zweiten Freilauf. Dabei sind verschiedene Wirkprinzipien eines Freilaufs einsetzbar. Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung wird eine Motorwelle eines Antriebsmotors, der einerseits zum Antrieb beispielsweise eines Fahrzeuges oder einer Maschine, andererseits gleichzeitig zum Antrieb der Ölpumpe dient, über den ersten Freilauf mit dem ersten Element des Planetengetriebes und über den zweiten Freilauf mit dem zweiten Element des Planetengetriebes verbunden. Eine Eingangswelle, mit der die Ölpumpe angetrieben wird, wird hingegen drehfest mit dem zweiten Element des Planetengetriebes verbunden. Das dritte Element des Planetengetriebes wird hingegen drehfest festgelegt, indem es beispielsweise am Gehäuse der Antriebsvorrichtung oder an einem Getriebegehäuse befestigt wird. Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung werden der erste und der zweite Freilauf so angeordnet, dass sie jeweils unterschiedliche Sperrrichtungen aufweisen. Die beiden Freiläufe sind somit gegenläufig angeordnet.
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Eine im Sinne der Erfindung ausgebildete Antriebsvorrichtung für eine Ölpumpe zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass mit wenigen Bauteilen und einem mechanisch einfachen Aufbau die Drehrichtung des Antriebs einer Ölpumpe trotz Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors beibehalten werden kann. Dafür werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich ein herkömmliches einfaches Planetengetriebe sowie zwei Freiläufe benötigt. Es wird keine Elektronik zum Umsteuern der Drehzahlen notwendig. In der einen Drehrichtung des Antriebsmotors erfolgt der Antrieb der Pumpe über den ersten Freilauf und das erste Element des Planetengetriebes. Kehrt sich die Drehzahl um, so erfolgt der Antrieb der Ölpumpe hingegen über den zweiten Freilauf mit dem zweiten Element des Planetengetriebes. Einer der Freiläufe sperrt jeweils, während der jeweils andere Freilauf frei dreht.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung liegt darin, dass über die Standübersetzung des Planetengetriebes die Möglichkeit besteht, beispielsweise für die Rückwärtsfahrt eines Elektrofahrzeuges und die damit verbundene geringere Geschwindigkeit die Drehzahl entsprechend mit einer passenden Übersetzung zu optimieren. Damit können für die beiden verschiedenen Drehrichtungen verschiedene Übersetzungen, und damit verschiedene Drehzahlen der Pumpe erzielt werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. In dieser Ausführung ist das erste Element des Planetengetriebes ein Hohlrad, während das zweite Element ein Sonnenrad und das dritte Element ein Planetenträger ist. Eine Motorwelle eines Antriebsmotors ist somit über den ersten Freilauf mit dem Hohlrad des Planetengetriebes und über den zweiten Freilauf mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes drehfest verbunden. Das dritte Element, der Planetenträger in dieser Ausführung, ist hingegen drehfest am Gehäuse der Antriebsvorrichtung oder beispielsweise an einem Getriebegehäuse festgelegt. Eine Eingangswelle zum Antrieb einer Ölpumpe ist dabei mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes drehfest verbunden. In der einen Drehrichtung treibt der Antriebsmotor die Ölpumpe somit über den ersten Freilauf und das Hohlrad, die Planetenräder und das Sonnenrad an, während in der zweiten Drehrichtung über den zweiten Freilauf durch den Antriebsmotor direkt das Sonnenrad, und die damit drehfest verbundene Pumpenwelle angetrieben wird. In der zweiten Drehrichtung dreht sich damit die Pumpenwelle mit derselben Drehzahl wie der Antriebsmotor, während in der ersten Drehrichtung die Drehzahl der Pumpenwelle durch die Standübersetzung des Planetengetriebes gegenüber der Drehzahl des Antriebsmotors verändert wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Element des Planetengetriebes hingegen ein Hohlrad, das zweite Element ein Planetenträger und das dritte Element ein Sonnenrad. Eine Motorwelle eines Antriebsmotors ist damit über den ersten Freilauf mit dem Hohlrad des Planetengetriebes und über den zweiten Freilauf mit dem Planetenträger verbindbar. Eine Eingangswelle zum Antrieb einer Ölpumpe ist mit dem Planetenträger drehfest verbunden. Das Sonnenrad als drittes Element ist hier drehfest festgelegt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Element des Planetengetriebes ein Sonnenrad, das zweite Element ein Hohlrad und das dritte Element ein Planetenträger. Damit ist eine Motorwelle eines Antriebsmotors über den ersten Freilauf mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes und über den zweiten Freilauf mit dem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest verbindbar, und eine Eingangswelle zum Antrieb einer Ölpumpe ebenfalls mit dem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest verbindbar. Der Planetenträger als drittes Element ist hier drehfest festgelegt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Element des Planetengetriebes ein Sonnenrad, das zweite Element ein Planetenträger und das dritte Element ein Hohlrad. Damit ist eine Motorwelle eines Antriebsmotors über den ersten Freilauf mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes und über den zweiten Freilauf mit dem Planetenträger des Planetengetriebes verbindbar. Die Eingangswelle zum Antrieb der Ölpumpe ist hingegen mit dem Planetenträger drehfest verbunden, und das Hohlrad als drittes Element ist drehfest festgelegt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Element des Planetengetriebes hingegen ein Planetenträger, das zweite Element ein Hohlrad und das dritte Element ein Sonnenrad. Damit ist eine Motorwelle eines Antriebsmotors über den ersten Freilauf mit dem Planetenträger des Planetengetriebes und über den zweiten Freilauf mit dem Hohlrad des Planetengetriebes verbindbar. Die Eingangswelle zum Antrieb der Ölpumpe ist hingegen mit dem Hohlrad des Planetengetriebes drehfest verbindbar, und das Sonnenrad als drittes Element ist drehfest festgelegt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Element des Planetengetriebes hingegen ein Planetenträger, das zweite Element ein Sonnenrad und das dritte Element ein Hohlrad. Bei dieser Ausführung ist eine Motorwelle eines Antriebsmotors über den ersten Freilauf mit dem Planetenträger des Planetengetriebes und über den zweiten Freilauf mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes verbindbar. Die Antriebswelle zum Antrieb der Ölpumpe ist hier hingegen mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes drehfest verbindbar, und das Hohlrad als drittes Element ist drehfest festgelegt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
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Die Figur zeigt eine Ausführung, bei der das erste Element des Planetengetriebes (3) ein Hohlrad (8), das zweite Element des Planetengetriebes (3) ein Sonnenrad (7) und das dritte Element des Planetengetriebes (3) ein Planetenträger (9) mit Planetenrädern (10) ist. Der Antriebsmotor ist hier ein Elektromotor (2), die beispielsweise vom Antrieb eines Elektrofahrzeuges verwendet werden kann. Der Elektromotor (2) weist bei der dargestellten Ausführung eine Welle (5) auf. Diese Welle ist mit den beiden in gegenläufige Sperrrichtungen angeordneten Freiläufen (11, 12) verbunden. Der erste Freilauf (11) ist abtriebsseitig mit dem Hohlrad (8) eines Planetengetriebes verbunden, während der zweite Freilauf (12) abtriebsseitig mit dem Sonnenrad (7) des Planetengetriebes drehfest verbunden ist. Das Sonnenrad (7) ist auch mit der Pumpen-Abtriebswelle (4) einer Ölpumpe (1) drehfest verbunden. Der Planetenträger (Steg) (9) des Planetengetriebes (3), an dem die Planetenräder (10) angeordnet sind, ist hingegen bei der dargestellten Ausführung mit dem Gehäuse (6) der Antriebsvorrichtung oder eines Getriebes drehfest festgelegt.
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Dreht der Elektromotor (2) in der einen Drehrichtung, so erfolgt der Antrieb der Pumpe (1) direkt über den dann sperrenden Freilauf (12) und die antriebsseitig mit diesem Freilauf (12) verbundene Pumpenantriebswelle (4). Der andere Freilauf (11) dreht hierbei hingegen frei.
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Dreht sich die Drehrichtung des Elektromotors (2), und damit der Elektromotorwelle (5) hingegen um, so dreht der Freilauf (12) frei. Dann sperrt jedoch der Freilauf (11), so dass der Antrieb der Ölpumpe über den Freilauf (11), das abtriebsseitig mit dem Freilauf (11) verbundene Hohlrad, die Planetenträger (19) und das Sonnenrad (7), mit dem die Antriebswelle (4) der Ölpumpe (1) verbunden ist, erfolgt. Da der Planetenträger (9) drehfest am Gehäuse (6) festgelegt ist, erfolgt die Übersetzung zwischen der Welle (5) des Elektromotors (2) und der Eingangswelle (4) der Ölpumpe mit der Standübersetzung des Planetengetriebes (3).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ölpumpe
- 2
- Antriebsmotor
- 3
- Planetengetriebe
- 4
- Pumpenantriebswelle
- 5
- Welle
- 6
- Gehäuse
- 7
- Sonnenrad
- 8
- Hohlrad
- 9
- Planetenträger
- 10
- Planetenräder
- 11
- Erster Freilauf
- 12
- Zweiter Freilauf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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