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Die Erfindung betrifft eine Ölmehrfachpumpe mit einem Gehäuse und wenigstens zwei im Gehäuse untergebrachten Pumpeneinheiten, die eine gemeinsame Antriebswelle haben, auf der Verdrängungskörper der Pumpeneinheiten sitzen, und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Ölmehrfachpumpe.
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Ölmehrfachpumpen, insbesondere Öldoppelpumpen, finden in Kraftfahrzeugen mit mehreren separaten Ölkreisläufen Verwendung. Mit solchen Öldoppelpumpen können zwei getrennte Ölkreisläufe, beispielsweise ein Kühlölkreislauf und ein Schmierölkreislauf, mit Öl versorgt werden.
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Verschiedene Arten von Öldoppelpumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise sind zwei Pumpeneinheiten in einem Gehäuse untergebracht, wobei eine mit dem Gehäuse integrale Trennwand die Pumpeneinheiten trennt. Werden Ausnehmungen im Gehäuse, in die die Pumpeneinheiten eingesetzt werden können, spanend bearbeitet, so sind hierfür zwei Arbeitsschritte nötig. Genauer gesagt muss das Gehäuse von zwei Seiten aus jeweils einmal spanend bearbeitet werden.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ölmehrfachpumpe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Herstellung erleichtert ist.
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Zur Lösung der Aufgabe ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse mittels zumindest einer ein separates Teil bildenden Trennwand in Teilräume unterteilt ist, wobei die zumindest eine Trennwand benachbarte Pumpeneinheiten voneinander trennt.
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Anders als im Stand der Technik ist es also erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zumindest eine Trennwand kein integraler Bestandteil des Gehäuses, sondern ein separates Teil ist. Die zumindest eine Trennwand ist separat gefertigt und wird erst beim Zusammenbau der Ölmehrfachpumpe in das Gehäuse eingesetzt. Da die zumindest eine Trennwand kein integraler Bestandteil des Gehäuses ist, kann das Gehäuse in einem Arbeitsschritt von einer Seite aus spanend bearbeitet sein. Die Teilräume können paarweise gleiche und/oder paarweise voneinander verschiedene Abmessungen aufweisen.
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Vorzugsweise durchdringt die Antriebswelle die zumindest eine Trennwand. Die Antriebswelle kann in dieser Ausgestaltung der Erfindung einstückig sein. Hierdurch ist eine weitere Erleichterung der Herstellung der Ölmehrfachpumpe erreicht.
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Weiter bevorzugt ist die zumindest eine Trennwand eine Scheibe, insbesondere eine Kreisscheibe. Die zumindest eine Trennwand kann derart gestaltet und derart im Gehäuse angeordnet sein, dass sie um eine zentrale Längsachse des Gehäuses rotieren kann. Die zumindest eine Trennwand kann insbesondere in die gleiche Richtung rotieren wie die Verdrängungskörper der Pumpeneinheiten. Dadurch wird eine Relativbewegung zwischen der zumindest einen Trennwand und den Verdrängungskörpern sowie zwischen der zumindest einen Trennwand und Öl in den Teilräumen verringert, wodurch sich eine reduzierte Reibung ergibt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebswelle eine zentrale Längsachse auf, die von der zentralen Längsachse des Gehäuses beabstandet ist und parallel zu dieser verläuft. Die Antriebswelle ist also mit einer Exzentrizität im Gehäuse angeordnet. Dadurch können solche Arten von Pumpen im Gehäuse eingesetzt sein, die baubedingt eine solche Exzentrizität der Antriebswelle voraussetzen.
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Weiter bevorzugt weist die zumindest eine Trennwand eine mittige Bohrung auf, deren Radius wenigstens der Summe aus einem Radius der Antriebswelle und einem Abstand zwischen der zentralen Längsachse des Gehäuses und der zentralen Längsachse der Antriebswelle entspricht. Die Bohrung ist ferner derart gestaltet, dass die Verdrängungskörper, in Richtung der zentralen Längsachse des Gehäuses gesehen, die Bohrung überdecken. Dadurch ist eine Leckage zwischen den Teilräumen und der Bohrung verhindert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Trennwand an der Antriebswelle befestigt und rotiert mit ihr. Insbesondere entspricht der Radius der Trennwand der Differenz zwischen einem Innenradius des Gehäuses und dem Abstand zwischen der zentralen Längsachse des Gehäuses und der zentralen Längsachse der Antriebswelle. Dadurch, dass die Trennwand mit der Antriebswelle rotiert, stimmt die Rotationsrichtung der Verdrängungskörper der Pumpeneinheiten mit der Rotationsrichtung der Trennwand überein. Hierdurch wird eine Relativbewegung zwischen der Trennwand und den Verdrängungskörpern sowie zwischen der Trennwand und Öl in den Teilräumen verringert, wodurch sich eine reduzierte Reibung ergibt.
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Die Trennwand kann durch Kraftschluss und/oder Formschluss und/oder Stoffschluss drehfest an der Antriebswelle angebracht sein.
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Vorzugsweise ist, in axialer Richtung des Gehäuses gesehen, der Innenquerschnitt des Gehäuses wenigstens im Bereich der axialen Ausdehnung der zumindest einen Trennwand kreisförmig. Die zumindest eine Trennwand kann ferner, in axialer Richtung gesehen, radial konzentrisch zum Innenquerschnitt des Gehäuses angeordnet sein. Die zumindest eine Trennwand kann insbesondere komplementär zum Innenquerschnitt des Gehäuses sein. Hierdurch ist gewährleistet, dass die zumindest eine Trennwand die Teilräume auch dann ohne einen Spalt trennt, wenn die Trennwand rotiert.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die zumindest eine Trennwand gegenüber dem Gehäuse und gegenüber den Verdrängungskörpern derart abgedichtet ist, dass die zumindest eine Trennwand benachbarte Pumpeneinheiten für Öl undurchlässig voneinander trennt. Hierdurch kann in den Teilräumen voneinander verschiedener Öldruck herrschen, ohne dass dies in einem Ölvolumenstrom zwischen den Teilräumen resultiert.
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Vorzugsweise ist ein Antrieb der Antriebswelle außerhalb des Gehäuses vorgesehen. Insbesondere können bei Kraftfahrzeugen bereits vorhandene Antriebsmittel zum Antreiben der Ölmehrfachpumpe verwendet werden. Da der Antrieb außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, kann die Ölmehrfachpumpe besonders kompakt gestaltet sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist für jede Pumpeneinheit jeweils zumindest ein Sauganschluss vorgesehen. Die Pumpeneinheiten können aus einem gemeinsamen Ölreservoir oder aus mehreren Ölreservoiren gespeist sein. An den Sauganschlüssen kann jeweils ein zusätzliches Ventil angebracht sein, das einen Ölvolumenstrom hin zur jeweiligen Pumpeneinheit steuern kann. Durch die voneinander getrennten Sauganschlüsse sind die Pumpeneinheiten voneinander unabhängig und Ölvolumenströme hin zu verschiedenen Pumpeneinheiten beeinflussen sich nicht gegenseitig.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein für wenigstens zwei Pumpeneinheiten gemeinsamer Sauganschluss vorgesehen. Die Pumpeneinheiten sind insbesondere aus einem gemeinsamen Ölreservoir gespeist. Es kann eine zusätzliche Teilereinrichtung vorgesehen sein, die die Ölvolumenströme auf die Pumpeneinheiten aufteilt. Durch mehreren Pumpeneinheiten gemeinsame Sauganschlüsse ergibt sich eine bauliche Vereinfachung der Ölmehrfachpumpe. Ferner sind dadurch weniger Ölzuleitungen notwendig.
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Vorzugsweise ist für jede Pumpeneinheit jeweils ein Druckanschluss vorgesehen. Die Pumpeneinheiten können über die Druckanschlüsse mit verschiedenen Ölkreisläufen verbunden sein. Die Pumpeneinheiten werden insbesondere über die Druckanschlüsse mit einem oder mehreren Kühlkreisläufen und/oder einem oder mehreren Schmierölkreisläufen und/oder einem oder mehreren Hydraulikkreisläufen verbunden. Die Pumpeneinheiten können ferner verschiedene, an die Erfordernisse des jeweiligen Ölkreislaufs angepasste, Drücke und Ölvolumenströme erzeugen.
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Weiter bevorzugt ist an den Druckanschlüssen jeweils ein Druckminderventil vorgesehen. Die Druckminderventile können insbesondere abhängig von Betriebsparametern steuerbar sein. Hierdurch ist eine einfache Anpassung des Öldrucks und des Ölvolumenstroms an die Erfordernisse der Ölkreisläufe möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine der Pumpeneinheiten eine Rotorumlaufpumpe. Eine oder mehrere Pumpeneinheiten können ferner Zahnringpumpen, Sichelpumpen, Drehschieberpumpen, Flügelzellenpumpen oder Trochoidenpumpen sein.
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Vorzugsweise weist das Gehäuse nur eine separate seitliche Abdeckung auf, die insbesondere mit Schrauben am Gehäuse angebracht ist. Eine der seitlichen Abdeckung entgegengesetzte Seite kann integraler Bestandteil des Gehäuses sein. Im Stand der Technik sind zwei solche Abdeckungen an entgegengesetzten Seiten des Gehäuses üblich. Demgegenüber ergibt sich in dieser Ausgestaltung der Erfindung eine Reduzierung der Zahl der Bauteile und damit ein einfacherer Zusammenbau der Ölmehrfachpumpe.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
- - 1 in einem schematischem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Ölmehrfachpumpe;
- - 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1;
- - 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in 1; und
- - 4 in einem schematischen Längsschnitt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ölmehrfachpumpe.
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Der grundlegende Aufbau einer Ölmehrfachpumpe 10 in einem Kraftfahrzeug wird nachfolgend anhand der 1 bis 3 beschrieben.
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Die in 1 gezeigte Ölmehrfachpumpe 10 ist eine Öldoppelpumpe. Sie weist ein Gehäuse 12 auf, in dem zwei Pumpeneinheiten 14, 15 angeordnet sind.
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Das Gehäuse 12 kann durch spanendes Bearbeiten, durch spanloses Umformen oder durch eine Kombination aus beidem hergestellt sein. Insbesondere kann das Gehäuse 12 durch Schmieden eines Rohlings und anschließendes spanendes Bearbeiten des Rohlings hergestellt sein.
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Das Gehäuse weist eine zentrale Längsachse L1 auf.
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Die beiden Pumpeneinheiten 14, 15 haben eine gemeinsame Antriebswelle 16 mit einer zentralen Längsachse L2, auf der in 1 gezeigte Verdrängungskörper 17, 17' der Pumpeneinheiten 14, 15 sitzen. Die Pumpeneinheiten 14, 15 sind durch eine Trennwand 18, die ein separates Teil bildet, voneinander getrennt. Die Pumpeneinheiten 14, 15 sitzen also jeweils in einem Teilraum des Gehäuses 12, wobei die Trennwand 18 das Gehäuse 12 in die beiden Teilräume teilt.
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Die Abmessungen der beiden Teilräume des Gehäuses 12 sind den darin angeordneten Pumpeneinheiten 14, 15 angepasst. Die Teilräume können gleiche oder voneinander verschiedene Abmessungen aufweisen.
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Der Innenquerschnitt des Gehäuses 12 ist in der hier gezeigten Ausführungsform bezüglich der zentralen Längsachse L1 radialsymmetrisch, hier ein Kreiszylinder.
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Die Verdrängungskörper 17, 17' der Pumpeneinheiten 14, 15 sind exzentrisch im Gehäuse 12 angeordnet. Genauer gesagt verlaufen die zentrale Längsachse L1 des Gehäuses 12 und die zentrale Längsachse L2 der Antriebswelle 16 zwar parallel zueinander, fallen aber nicht zusammen. Die Antriebswelle 16 durchläuft das Gehäuse 12 im Bereich der Teilräume also nicht konzentrisch zum Innenquerschnitt des Gehäuses 12.
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Die Pumpeneinheiten 14, 15 sind in der hier gezeigten Ausführungsform Rotorumlaufpumpen.
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Die Pumpeneinheiten 14, 15 können jede Art von Pumpe sein, die durch eine exzentrische Antriebswelle 16 angetrieben werden kann. Es lassen sich z.B. Rotationspumpen oder Zahnradpumpen, insbesondere Zahnringpumpen, Sichelpumpen, Drehschieberpumpen, Flügelzellenpumpen oder Trochoidenpumpen verwenden. Die beiden Pumpeneinheiten 14, 15 können natürlich auch voneinander verschiedene Arten von Pumpen sein.
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Die Trennwand 18 ist in der in 1 gezeigten Ausführungsform eine Kreisscheibe. Sie weist eine mittige Bohrung 19 auf, deren Radius der Summe aus dem Radius der Antriebswelle 16 und dem Abstand der zentralen Längsachse L1 des Gehäuses 12 von der zentralen Längsachse L2 der Antriebswelle 16 entspricht.
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Der Radius der mittigen Bohrung 19 kann auch größer sein als die Summe aus dem Radius der Antriebswelle 16 und dem Abstand der zentralen Längsachse L1 des Gehäuses 12 von der zentralen Längsachse L2.
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Die Bohrung 19 ist ferner derart gestaltet, dass die Verdrängungskörper 17, 17', in Richtung der zentralen Längsachse L1 des Gehäuses 12 gesehen, die Bohrung 19 überdecken. Die Verdrängungskörper 17, 17' liegen außerdem in Richtung der zentralen Längsachse L1 des Gehäuses 12 an der Trennwand 18 derart an, dass eine Leckage zwischen den Teilräumen und der Bohrung 19 verhindert ist.
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Der Innenquerschnitt des Gehäuses 12 ist hier im Bereich der axialen Ausdehnung der Trennwand 18 komplementär zur Trennwand 18. Die Trennwand 18 ist ferner derart gegen das Gehäuse 12 und gegen die Verdrängungskörper 17, 17' abgedichtet, dass sie die beiden Pumpeneinheiten 14, 15 voneinander für Öl undurchlässig trennt.
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Ein hier nicht gezeigter Antrieb der Antriebswelle 16 sitzt außerhalb des Gehäuses 12 und treibt über die Antriebswelle 16 die beiden Pumpeneinheiten 14 an. Als Antrieb können insbesondere bereits in einem Kraftfahrzeug vorhandene Antriebsmittel dienen.
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In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind für jede Pumpeneinheit 14, 15 jeweils ein Sauganschluss 20 und ein Druckanschluss 22 vorgesehen. An jedem der Druckanschlüsse 22 ist jeweils ein Druckminderventil 24 vorhanden. Zusätzlich können an den Sauganschlüssen 20 jeweils Ventile vorhanden sein, mit denen ein Ölvolumenstrom hin zu den Pumpeneinheiten 14 regelbar ist.
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Das Gehäuse 12 der Ölmehrfachpumpe 10 wird auf einer offenen Stirnseite durch eine einzelne, separate seitliche Abdeckung 26 geschlossen, die mit Schrauben am Gehäuse 12 angebracht ist. Eine der seitlichen Abdeckung 26 gegenüberliegende Stirnwand des Gehäuses 12 ist hier ein integraler Bestandteil des Gehäuses 12.
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Die Antriebswelle 16 durchdringt die integrale Stirnwand des Gehäuses 12 in der hier gezeigten Ausführungsform. Außerdem durchdringt die Antriebswelle 16 auch die seitliche Abdeckung 26. Die Antriebswelle 16 kann jedoch alternativ auch entweder nur die seitliche Abdeckung 26 oder die integrale Stirnwand durchdringen.
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Die Funktionsweise der Ölmehrfachpumpe 10 wird nachfolgend anhand der 1 bis 3 erläutert.
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Die Antriebswelle 16 treibt die beiden Pumpeneinheiten 14, 15 an.
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Über die Sauganschlüsse 20 sind die Pumpeneinheiten 14, 15 mit einem hier nicht gezeigten Ölreservoir verbunden, aus dem sie über hier nicht gezeigte Ölleitungen Öl ansaugen können. Alternativ können die Pumpeneinheiten mit mehreren Ölreservoiren verbunden sein, aus denen sie Öl ansaugen können.
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Über die Druckanschlüsse 22 können die Pumpeneinheiten 14, 15 jeweils einen Ölkreislauf mit Öl versorgen. Beispielsweise versorgt eine Pumpeneinheit 14 einen Kühlölkreislauf mit Öl, während die andere Pumpeneinheit 15 einen Schmierölkreislauf mit Öl versorgt.
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An den Druckanschlüssen 22 ist jeweils ein Druckminderventil 24 vorgesehen, mittels dessen der passende Druck für den jeweiligen Ölkreislauf eingestellt werden kann. Die Druckminderventile 24 können insbesondere auch derart gestaltet sein, dass der Ausgangsdruck während des Betriebs der Ölmehrfachpumpe 10 variabel steuerbar ist. Die Ölmehrfachpumpe 10 versorgt also unterschiedliche Ölkreisläufe mit Öl unterschiedlicher Drücke.
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Da die Trennwand 18 gegenüber dem Gehäuse 12 und gegenüber den Verdrängungskörpern 17, 17' derart abgedichtet ist, dass sie die beiden Teilräume für Öl undurchlässig trennt, resultiert aus den unterschiedlichen Drücken in den Teilräumen kein Ölvolumenstrom zwischen den Teilräumen.
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Da die Trennwand 18 in der hier gezeigten Ausführungsform eine Kreisscheibe ist, die komplementär zum Innenquerschnitt des Gehäuses 12 ist, kann die Trennwand 18 um die zentrale Längsachse L1 des Gehäuses 12 vom Gehäuse 12 geführt rotieren.
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Durch Reibung zwischen den Verdrängungskörpern 17, 17' und der Trennwand 18 und durch Reibung zwischen Öl und der Trennwand 18 wird eine Rotation der Trennwand 18 um die zentrale Längsachse L1 des Gehäuses 12 verursacht. Die Trennwand 18 rotiert in die gleiche Richtung wie die Verdrängungskörper 17, 17'. Dadurch ist die Differenz zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten der Verdrängungskörper 17, 17' und der Trennwand 18 reduziert, wodurch sich eine Verringerung der Reibung sowohl zwischen den Verdrängungskörpern 17, 17' und der Trennwand 18 als auch zwischen dem Öl und der Trennwand 18 ergibt.
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An der Antriebswelle 16 kann alternativ zum Antrieb über Reibung im Bereich der Trennwand 18 eine Verzahnung vorgesehen sein, die in eine entsprechende Innenverzahnung in der Bohrung 19 der Trennwand 18 greift und darin abwälzt. Die Trennwand 18 rotiert dann von der Antriebswelle 16 geführt mit einer Rotationsgeschwindigkeit, die von der Übersetzung der Verzahnungen bestimmt ist. Auch hier ist die Differenz zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten der Verdrängungskörper 17, 17' und der Trennwand 18 reduziert, wodurch sich eine Verringerung der Reibung sowohl zwischen den Verdrängungskörpern 17, 17' und der Trennwand 18 als auch zwischen dem Öl und der Trennwand 18 ergibt.
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Eine alternative Ausführungsform der Ölmehrfachpumpe 10 ergibt sich, wenn nicht für beide Pumpeneinheiten 14, 15 jeweils ein eigener Sauganschluss 20, sondern ein den beiden Pumpeneinheiten gemeinsamer Sauganschluss 20 vorgesehen ist.
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Die Pumpeneinheiten 14, 15 können über den Sauganschluss 20 aus einem nicht gezeigten Ölreservoir Öl ansaugen. Der Ölvolumenstrom kann mittels einer Teilereinrichtung auf die Pumpeneinheiten 14, 15 aufgeteilt werden.
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In Hinblick auf den sonstigen Aufbau und die Funktionsweise wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Ferner ist denkbar, für die beiden Pumpeneinheiten 14, 15 einen gemeinsamen Druckanschluss 22 vorzusehen. In dieser Ausführungsform sind die beiden Pumpeneinheiten 14, 15 in Reihe geschaltet und wirken bei der Erzeugung eines höheren Drucks, als jede einzelne der Pumpeneinheiten 14, 15 erzeugen kann, zusammen.
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In 4 ist eine Ölmehrfachpumpe 10 gemäß einer alternativen Ausführungsform dargestellt. Der Unterschied zur oben beschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass eine Trennwand 18 an einer Antriebswelle 16 angebracht ist.
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Die Trennwand 18 kann durch Kraftschluss und/oder Formschluss und/oder Stoffschluss an der Antriebswelle 16 drehfest angebracht sein.
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Die Trennwand 18 ist eine Kreisscheibe und ihr Radius entspricht in dieser Ausführungsform der Differenz zwischen einem Innenradius eines Gehäuses 12 und einem Abstand zwischen einer zentralen Längsachse L1 des Gehäuses und einer zentralen Längsachse L2 der Antriebswelle 16.
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Dadurch, dass die Trennwand 18 mit der Antriebswelle 16 rotiert, stimmt die Rotationsrichtung von Verdrängungskörpern 17, 17' von Pumpeneinheiten 14, 15 mit der Rotationsrichtung der Trennwand 18 überein. Hierdurch wird eine Relativbewegung zwischen der Trennwand 18 und den Verdrängungskörpern 17, 17' sowie zwischen der Trennwand 18 und Öl in Teilräumen des Gehäuses 12 verringert, wodurch sich eine reduzierte Reibung ergibt.
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Die Verdrängungskörper 17, 17' liegen in Richtung der zentralen Längsachse L1 des Gehäuses 12 an der Trennwand 18 derart an, dass eine Leckage zwischen den Teilräumen verhindert ist.
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Die Trennwand 18 ist insbesondere derart gegen das Gehäuse 12 und gegen die Verdrängungskörper 17, 17' abgedichtet, dass sie die beiden Pumpeneinheiten 14, 15 voneinander für Öl undurchlässig trennt.
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In Hinblick auf den sonstigen Aufbau und die Funktionsweise wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
