DE102019208845A1

DE102019208845A1 - Pumpenstufenanordnung, Außenzahnradpumpe, Verwendung einer Pumpenstufenanordnung und Fahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102019208845A1
Application number: DE102019208845.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Böhm
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2020-12-24
Also published as: CN114008371A; EP3987159A1; US20220356941A1; WO2020254449A1; US11867281B2

Abstract

Es wird eine Pumpenstufenanordnung 2 zur Schmierölversorgung zumindest eines Verbrauchers vorgeschlagen, umfassend:- mindestens zwei Pumpen-Saugstufen 4, 6 sowie- mindestens eine Pumpen-Druckstufe 8,wobei die Pumpen-Saugstufen und die Pumpen-Druckstufe zueinander beabstandet in einem Pumpengehäuse PG angeordnet sind und eine gemeinsame Antriebswelle 56 aufweisen,wobei die Pumpen-Saugstufen 4, 6 durch eine erste Anordnung ZA1von mindestens drei miteinander kämmenden Außenzahnrädern 12, 14, 16 gebildet sind, die in einer ersten Ebene liegen, und wobei die Pumpen-Druckstufe 8 durch eine zweite Anordnung ZA2von zwei miteinander kämmenden Außenzahnrädern 18, 20 gebildet ist, die in einer zweiten Ebene liegen.Dabei ist mittels einer ersten Pumpen-Saugstufe 4 aus einem ersten Bereich eines Trockensumpfes 24 ein erster Fördervolumenstrom ansaugbar und mittels einer zweiten Pumpen-Saugstufe 6 aus einem zweiten Bereich des Trockensumpfes 24 ein zweiter Fördervolumenstrom ansaugbar. Die beiden Fördervolumenströme vermischen sich im Pumpengehäuse PG, bevor sie einen Öltank 26 erreichen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenstufenanordnung zur Schmierölversorgung zumindest eines Verbrauchers. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Verwendung einer solchen Pumpenstufenanordnung zur Schmierölversorgung eines zumindest ein- oder zweistufigen Getriebes zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Elektro-Fahrzeugs sowie ein Fahrzeuggetriebe.
Bei Fahrzeugen kommen zur Schmierung von Verbrennungsmotoren und Getrieben sogenannte Nasssumpfschmiersysteme oder Trockensumpfschmiersysteme zum Einsatz.
Eine Trockensumpfschmierung wird dabei meistens nur bei Sportwagen, Geländewagen und Motorädern angewendet. Dabei sichert sie die Schmierung auch bei extremen Kurvenfahrten oder Schrägfahrten im Gelände, indem sie verhindert, dass auf Grund hoher Fliehkräfte oder entsprechender Schräglagen Schmieröl aus einem Bereich eines Ansaugstutzens einer Ölpumpe wegfließt. Dies wird dadurch gewährleistet, dass neben einer Ölwanne, die als solche - anders als bei einer Nasssumpfschmierung - trocken gehalten wird, auch ein separater Öltank verwendet wird, der als solcher das Schmieröl bevorratet. Man spricht dabei bezüglich der trocken gehaltenen Ölwanne auch von einem Ölsumpf - auch Trockensumpf genannt -, aus dem meistens ein Schmierölluftgemisch angesaugt wird.
Durch ein geringeres Volumen einer solchen Ölwanne gewinnt man mit der Trockensumpfschmierung mehr Bodenfreiheit, so dass z.B. ein Motor tiefer eingebaut werden kann, was wiederum mit einem niedrigeren Schwerpunkt einhergeht und wovon die zuvor genannten Sportwagen oder Geländewagen profitieren.
Ein Trockensumpfschmiersystem umfasst dabei eine oder mehrere Pumpen-Saugstufen zur Förderung des Schmieröls aus dem Ölsumpf in den Öltank und eine oder mehrere Pumpen-Druckstufen zur Förderung des Schmieröls aus dem Öltank zu einem Verbraucher. Das Fördervolumen der Pumpen-Druckstufen ist dabei immer geringer als das Fördervolumen der Pumpen-Saugstufen.
Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, ein Trockensumpfschmiersystem zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Pumpenstufenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 14, 15, 17 stellen eine mehrfach wirkende Außenzahnradpumpe mit einer solchen Pumpenstufenanordnung, eine Verwendung einer solchen Pumpenstufenanordnung zur Schmierölversorgung eines zumindest ein- oder zweistufigen Getriebes zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Elektro-Fahrzeugs bzw. ein Fahrzeuggetriebe mit einer solchen Pumpenstufenanordnung unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird eine Pumpenstufenanordnung zur Schmierölversorgung zumindest eines Verbrauchers vorgeschlagen. Die Pumpenstufenanordnung umfasst dabei:

- mindestens zwei Pumpen-Saugstufen zur Ansaugung eines Schmieröls aus einem als Trockensumpf fungierenden ersten Ölbehälter und zur Förderung des Schmieröls in einen als Öltank fungierenden zweiten Ölbehälter sowie
- mindestens eine Pumpen-Druckstufe zur Ansaugung des Schmieröls aus dem zweiten Ölbehälter und zur Förderung zum Verbraucher.

Die Pumpen-Saugstufen und die Pumpen-Druckstufe sind dabei zueinander beabstandet in einem Pumpengehäuse angeordnet und weisen eine gemeinsame Antriebswelle auf.
Die Pumpen-Saugstufen sind dabei durch eine erste Anordnung von mindestens drei miteinander kämmenden Außenzahnrädern gebildet, die in einer ersten Ebene liegen. Die Pumpen-Druckstufe hingegen ist durch eine zweite Anordnung von zwei miteinander kämmenden Außenzahnrädern gebildet, wobei die erste Ebene und die zweite Ebene parallel zueinander liegen.
Dabei ist mittels einer ersten Pumpen-Saugstufe - über einen ersten Eingang - aus einem ersten Bereich des ersten Ölbehälters ein erster Fördervolumenstrom ansaugbar und mittels einer zweiten Pumpen-Saugstufe - über einen zweiten Eingang - aus einem zweiten Bereich des ersten Ölbehälters ein zweiter Fördervolumenstrom ansaugbar. Die beiden Fördervolumenströme vermischen sich im Pumpengehäuse, bevor sie den zweiten Ölbehälter über je einen Ausgang erreichen.
Es wird dabei fermer vorgeschlagen, zumindest zwei der jeweiligen Zahnmittelpunkte der ersten Außenzahnradanordnung sowie die jeweiligen Zahnmittelpunkte der zweiten Außenzahnradanordnung in einer gemeinsamen, dritten Ebene anzuordnen, welche das Pumpengehäuse in einer Längsrichtung schneidet und welche als solche orthogonal zur zuvor genannten ersten und zweiten Ebene liegt.
Die vorgeschlagene Pumpenstufenanordnung ermöglicht vorteilhafterweise eine Umsetzung eines Trockensumpfsystems mit nur fünf Außenzahnrädern. Die vorgeschlagene Pumpenstufenanordnung stellt dabei eine sehr kompakte Pumpenlösung dar. Dabei wird die Anzahl von rotierenden Bauteilen minimal gehalten, was wiederum mit einer Reduktion von Verlustreibung einhergeht. Zudem wird dadurch auch an Gewicht eingespart.
Grundsätzlich lassen sich diese Außenzahnradanordnungen je nach Bedarf entsprechend erweitern.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung sind neben mindestens zwei Pumpen-Saugstufen auch mindestens zwei Pumpen-Druckstufen vorgesehen, welche durch die zweite Anordnung von mindestens drei miteinander kämmenden Außenzahnrädern gebildet sind, wobei die zumindest zwei der jeweiligen Zahnmittelpunkte der ersten Außenzahnradanordnung sowie zumindest zwei der jeweiligen Zahnmittelpunkte der zweiten Außenzahnradanordnung in der gemeinsamen Ebene angeordnet sind.
Dabei ist aus dem zweiten Ölbehälter bzw. dem Öltank mittels einer ersten Pumpen-Druckstufe - über einen ersten Eingang - ein erster Fördervolumenstrom und mittels einer zweiten Pumpen-Druckstufe - über einen zweiten Eingang - ein zweiter Fördervolumenstrom ansaugbar. Die beiden Fördervolumenströme vermischen sich im Pumpengehäuse, bevor sie die jeweiligen Verbraucher über je einen Ausgang erreichen.
Diese vorgeschlagene Ausführung ermöglicht vorteilhafterweise eine Umsetzung eines Trockensumpfsystems mit nur sechs Außenzahnrädern. Auch diese Ausführung stellt eine sehr kompakte Pumpenlösung dar, bei der die Anzahl von rotierenden Bauteilen minimal gehalten wird.
Nach einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die jeweiligen Zahnmittelpunkte aller Zahnräder der ersten Außenzahnradanordnung sowie die jeweiligen Zahnmittelpunkte aller Zahnräder der zweiten Außenzahnradanordnung in der besagten Ebene angeordnet. Dadurch wird eine insgesamt noch kompaktere Pumpenlösung ermöglicht.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass der erste Ölbehälter und/oder der zweite Ölbehälter ein Ölreservoir im Inneren eines zumindest ein- oder zweistufigen Getriebes zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektro-Fahrzeugs bildet/bilden.
Nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Pumpenstufenanordnung als Teil einer Einsteckpumpenlösung zur Anordnung an einem zumindest ein- oder zweistufigen Getriebe zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektro-Fahrzeugs ausgebildet, wobei die Einsteckpumpenlösung an einem Gehäuse des Getriebes angeflanscht ist und in das Gehäuse hineinragt. Die Einsteckpumpenlösung kann dabei vorteilhafterweise als ein im Wesentlichen zylinderförmiger Körper ausgebildet sein, wobei das den zylinderförmigen Körper bildende Pumpengehäuse zumindest teilweise oder zweckmäßigerweise zumindest größtenteils aus einem Kunststoff gespritzt ist.
Nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine hydraulische Anbindung der Pumpen-Saugstufen und/oder der zumindest einen Pumpen-Druckstufe zum Getriebe-Ölreservoir radial zum jeweiligen Abschnitt des Pumpengehäuses ausgeführt. Dadurch wird eine noch kompaktere Pumpenlösung ermöglicht. Dabei kann eine hydraulische Anbindung zur Druckseite der zumindest einen Pumpen-Druckstufe stirnseitig am in das Getriebegehäuse hineinragenden Ende des Pumpengehäuses vorgesehen sein.
Nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung kann eine hydraulische Anbindung zur Saugseite der Pumpen-Saugstufen stirnseitig am in das Getriebegehäuse hineinragenden Ende des Pumpengehäuses vorgesehen sein.
Nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung kann eine hydraulische Anbindung zur Druckseite der Pumpen-Saugstufen sowie zur Saugseite der zumindest einen Pumpen-Druckstufe stirnseitig am in das Getriebegehäuse hineinragenden Ende des Pumpengehäuses vorgesehen sein.
Nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung kann die gemeinsame Antriebswelle elektromotorisch und/oder mechanisch angetrieben sein.
Es wird ferner eine mehrfach wirkende Außenzahnradpumpe mit einer Pumpenstufenanordnung der zuvor beschriebenen Art vorgeschlagen.
Ferner wird eine Verwendung der zuvor beschriebenen Pumpenstufenanordnung zur Schmierölversorgung eines zumindest ein- oder zweistufigen Getriebes zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Elektro-Fahrzeugs vorgeschlagen.
Zudem wird vorgeschlagen, die Pumpenstufenanordnung auch zur Kühlung eines das Elektro-Fahrzeugs antreibenden Elektro-Motors zu verwenden.
Darüber hinaus wird Fahrzeuggetriebe zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Elektro-Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Fahrzeuggetriebe eine Pumpenstufenanordnung der zuvor beschriebenen Art aufweist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigen schematisiert:

1 eine zwei Pumpen-Saugstufen bildende, erste Zahnradanordnung ZA₁ sowie eine damit kombinierte, zwei Pumpen-Druckstufen bildende, zweite Zahnradanordnung ZA₂ ,
1a die in 1 gezeigt erste Zahnradanordnung ZA₁ in einer vergrößerten Darstellung,
2 ein Pumpengehäuse PG mit den in 1 gezeigten zwei Zahnradanordnungen ZA₁ , ZA2,
3 eine Pumpeneinstecklösung in einer ersten Ausführungsform,
4 eine Pumpeneinstecklösung in einer zweiten Ausführungsform,
5 eine Pumpeneinstecklösung in einer dritten Ausführungsform,
6 eine Darstellung von Zahnradausbildungen sowie
7 eine Darstellung von Förderströmen.

1 veranschaulicht eine vorgeschlagene Pumpenstufenanordnung 2 als Teil einer mehrfach wirkenden Außenzahnradpumpe, welche einerseits zur Schmierölversorgung eines zumindest ein- oder zweistufigen Fahrzeuggetriebes V₁ zum Antrieb eines Elektro-Fahrzeugs und andererseits zur Kühlung eines das Elektro-Fahrzeugs antreibenden Elektro-Motors V₂ verwendet wird, der als solcher mit dem Fahrzeuggetriebe V₁ eine Antriebseinheit bildet.
Die Pumpenstufenanordnung 2 umfasst dabei zwei Pumpen-Saugstufen 4, 6 zur Ansaugung eines Schmieröls aus einem - als Trockensumpf fungierenden - ersten Ölbehälter 24 und zur Förderung des Schmieröls in einen zweiten Ölbehälter 26 - den eigentlichen Ölbehälter bzw. Öltank - sowie zwei Pumpen-Druckstufen 8, 10 zur Ansaugung des Schmieröls aus dem zweiten Ölbehälter 26 und zur Förderung zu den beiden Verbrauchern V₁ , V₂ .
Die Pumpenstufenanordnung 2 ist dabei Teil einer - zumindest im Wesentlichen zylinderförmigen - Einsteckpumpenlösung, die als solche an einem Gehäuse 62, 64 des Fahrzeuggetriebes angeflanscht ist, wobei die Einsteckpumpenlösung in das Gehäuse 62, 64 hineinragt (vgl. 3, 4, 5). Das den zylinderförmigen Körper bildende Pumpengehäuse PG ist dabei vorteilhafterweise aus einem Kunststoff gespritzt.
Die Pumpen-Saugstufen 4, 6 und die Pumpen-Druckstufen 8, 10 sind zueinander beabstandet im Pumpengehäuse PG angeordnet und weisen eine gemeinsame Antriebswelle 56 auf. Diese Antriebswelle 56 ist dabei im Rahmen der hier vorgeschlagenen Ausführungsformen durch einen Elektromotor (E-Motor) M angetrieben. Grundsätzlich können aber die hier vorgeschlagenen Einsteckpumpenlösungen auch rein mechanisch angetrieben sein.
Die Pumpen-Saugstufen 4, 6 werden dabei durch eine erste Anordnung ZA₁ von drei miteinander kämmenden Außenzahnrädern 12, 14, 16 gebildet, wohingegen die Pumpen-Druckstufen 8, 10 durch eine zweite Anordnung ZA₂ von drei miteinander kämmenden Außenzahnrädern 18, 20, 22 gebildet werden. Die Außenzahnradanordnung ZA₁ liegt dabei in einer ersten Ebene und die Außenzahnradanordnungen ZA₂ in einer dazu parallelen zweiten Ebene. 2 veranschaulicht dabei ein Pumpengehäuse PG mit einem Gehäuseteil 50, in welchem sowohl die beiden Außenzahnradanordnungen ZA₁ , ZA₂ als auch die Antriebswelle 56 sowie zwei Achsen 58, 60 aufgenommen sind. Die Antriebswelle 56 erstreckt sich dabei durch die Zahnräder 12, 18 und treibt diese an, wohingegen sich die Achse 58 durch die getriebenen Zahnräder 14, 20 und die Achse 60 durch die getriebenen Zahnräder 16, 22 erstreckt. Bei entsprechender Auslegung können anstelle der Achsen 58, 60 auch Wellen 58, 60 vorgesehen sein. Der Gehäuseteil 50 ist dabei mit einem ersten Gehäusedeckel 52 und mit einem zweiten Gehäusedeckel 54 gefügt (vgl. 2). Das Pumpengehäuse PG, 50, 52, 54 ist ferner mit dem zuvor genannten E-Motor M kombiniert, welcher die Antriebswelle 56 antreibt, auf welcher die beiden treibenden Zahnräder 12, 18 angeordnet sind.
Dabei sind die jeweiligen Zahnmittelpunkte ZM₁ , ZM₂ , ZM₃ aller Zahnräder der ersten Außenzahnradanordnung ZA₁ sowie die jeweiligen Zahnmittelpunkte ZM₄ , ZM₅ , ZM₆ aller Zahnräder der zweiten Außenzahnradanordnung ZA₂ in einer gemeinsamen, dritten Ebene E - E angeordnet, welche das Pumpengehäuse PG in einer Längsrichtung bzw. Längserstreckung X - X schneidet (vgl. 2). Die Ebene E - E liegt dabei orthogonal zur zuvor genannten ersten und zweiten Ebene der jeweiligen Außenzahnradanordnung ZA₁ , ZA₂ .
Über zwei Ansaugleitungen 28, 30, die in jeweils einen von zwei Bereichen 24_I , 24_II des durch eine Wandung W unterteilten Trockensumpfs 24 hineinragen, wird je nach Füllstand das Schmieröl oder - und dies ist der Normalfall - nur ein Schmieröl-Luftgemisch angesaugt. Die den Trockensumpfs 24 unterteilende Wandung W hilft dabei, den Trockensumpfs 24 zu evakuieren, denn es gilt den Trockensumpf 24 in jeder Fahrzeuglage möglichst trocken bzw. leer gezogen zu halten.
Die Ansaugleitung 30 führt dabei zu einem ersten Pumpen-Saugstufen-Sauganschluss SE_I der durch die beiden Zahnräder 12, 14 gebildeten ersten Pumpen-Saugstufe 4, wohingegen die Ansaugleitung 28 zu einem zweiten Pumpen-Saugstufen-Sauganschluss SE_II der durch die beiden Zahnräder 12, 16 gebildeten zweiten Pumpen-Saugstufe 6 führt. Vom einem ebenfalls durch die beiden Zahnräder 12, 14 gebildeten ersten Pumpen-Saugstufen-Druckanschluss SA_I führt eine Leitung 32 in den Öltank 26. Ebenso führt vom einem ebenfalls durch die beiden Zahnräder 12, 16 gebildeten zweiten Pumpen-Saugstufen-Druckanschluss SA_II eine Leitung 34 in den Öltank 26 (vgl. 1a). Alternativ dazu kann die Leitung 32 auch in die Leitung 34 münden, die als solche dann in den Öltank mündet (vgl. 1).
Über eine Ansaugleitung 36 wird das Schmieröl dann einerseits über einen ersten Pumpen-Druckstufen-Sauganschluss DE_I (vgl. Ansaugleitung 38, die von der Ansaugleitung 36 abzweigt und zum Pumpen-Druckstufen-Sauganschluss DE_I führt) und einen ersten Pumpen-Druckstufen-Druckanschluss DA_I der ersten Pumpen-Druckstufe 8 - die jeweils durch die beiden Zahnräder 18, 20 gebildet sind - und eine Leitung 42 zum Fahrzeuggetriebe V₁ gefördert. Andererseits wird das Schmieröl auch über einen zweiten Pumpen-Druckstufen-Sauganschluss DE_II und einen zweiten Pumpen-Druckstufen-Druckanschluss DA_II der zweiten Pumpen-Druckstufe 10 - die jeweils durch die beiden Zahnräder 18, 22 gebildet sind - und eine Leitung 42 zum Elektro-Motor V₂ gefördert.
In einer vorgeschlagenen ersten Ausführungsform der Pumpeneinstecklösung (vgl. 3) ist ein Öltank 26 im Inneren des Getriebegehäuses 62, 64 ausgebildet. Eine einzige oder auch zwei Pumpen-Druckstufen DS ist/sind dabei zwischen einem getriebewandseitig angeordneten E-Motor M und zwei Pumpen-Saugstufen SS angeordnet. Die hydraulische Anbindung der Saugseite der Pumpen-Druckstufe(n) DS (vgl. Ansaugung A_DS) einerseits und der Druckseite (vgl. Ausgang A_SD ) der Pumpen-Saugstufen SS andererseits zum Öltank 26 sind dabei jeweils radial zum jeweiligen Abschnitt des Pumpengehäuses PG ausgeführt. Die Pumpen-Druckstufe(n) DS ist/sind dabei gegenüber den Pumpen-Saugstufen SS entsprechend umlaufend abgedichtet (vgl. Dichtung DI). Eine hydraulische Anbindung der Pumpeneinstecklösung zu einem davon separierten Trockensumpf 24 einerseits und zu den beiden zuvor genannten Verbrauchern andererseits ist dabei jeweils stirnseitig am in das Getriebegehäuse 62, 64 hineinragenden Pumpenende vorgesehen (vgl. Ansaugung A_SS1 , Ansaugung A_SS2 der jeweiligen Saugstufe SS und Ausgang A_DD1, Ausgang A_DD2 der jeweiligen Druckstufe DS).
Alternativ dazu ist in einer vorgeschlagenen zweiten Ausführungsform der Pumpeneinstecklösung (vgl. 4) ein Trockensumpf 24 im Inneren des Getriebegehäuses 62, 64 ausgebildet. Zwei Pumpen-Saugstufen SS sind dabei zwischen einem getriebewandseitig angeordneten E-Motor M und zwei Pumpen-Druckstufen DS angeordnet. Die hydraulische Anbindung der beiden Pumpen-Saugstufen SS (vgl. Ansaugung A_SS1 , Ansaugung A_SS2 ) zum Trockensumpf 24 ist dabei jeweils radial zum Pumpengehäuse PG ausgeführt. Die Pumpen-Druckstufen DS sind dabei gegenüber den Pumpen-Saugstufen SS entsprechend umlaufend abgedichtet (vgl. Dichtung DI). Eine hydraulische Anbindung der Pumpeneinstecklösung zu einem davon separierten Öltank 26 einerseits und zu den beiden zuvor genannten Verbrauchern V₁ , V₂ andererseits ist dabei jeweils stirnseitig am in das Getriebegehäuse 62, 64 hineinragenden Pumpenende vorgesehen (vgl. druckseitigen Ausgang A_SD der Pumpen-Saugstufen SS, Ansaugung A_DS der Pumpen-Druckstufen DS, druckseitige Ausgänge A_DD1, Ausgang A_DD2 der Pumpen-Druckstufen DS).
In einer vorgeschlagenen dritten Ausführungsform der Pumpeneinstecklösung (vgl. 5) hingegen, sind sowohl ein Öltank 26 als auch ein durch eine Wandung W unterteilter Trockensumpf 24_I , 24_II im Inneren des Getriebegehäuses 62, 64 ausgebildet. Der Öltank 26 ist dabei ferner gegenüber dem Trockensumpf 24 entsprechend abgedichtet (vgl. Dichtung DI). Zwei Pumpen-Saugstufen SS sind dabei zwischen einem getriebewandseitig angeordneten E-Motor M und zwei Pumpen-Druckstufen DS angeordnet. Die hydraulische Anbindung der beiden Pumpen-Saugstufen SS (vgl. Ansaugung A_SS1 , Ansaugung A_SS2 der Pumpen-Saugstufen SS) zum Trockensumpf 24_I , 24_II einerseits und der beiden Pumpen-Druckstufen DS zum Öltank 26 andererseits (Ansaugung A_DA1, Ansaugung A_DA2 der Pumpen-Druckstufen DS) sind dabei jeweils radial zum Pumpengehäuse PG ausgeführt. Auch führt die hydraulische Anbindung des druckseitigen Ausgangs A_SD der beiden Pumpen-Saugstufen SS radial zum Pumpengehäuse PG in den Öltank 26. Die Pumpen-Druckstufen DS sind dabei gegenüber den Pumpen-Saugstufen SS entsprechend umlaufend abgedichtet (vgl. Dichtung DI). Eine hydraulische Anbindung der Pumpeneinstecklösung zu den beiden zuvor genannten Verbrauchern V₁ , V₂ ist dabei jeweils stirnseitig am in das Getriebegehäuse 62, 64 hineinragenden Pumpenende vorgesehen (vgl. Ausgang A_DD1, Ausgang A_DD2 der Pumpen-Druckstufen DS).
All diesen Ausführungsformen ist gemein, dass eine Motorelektronik ME außerhalb des Getriebegehäuses 62, 64 angeordnet ist (vgl. 3, 4, 5; jeweils rechts von der Anflanschung). Dies ermöglicht zum einen eine einfache elektrische Kontaktierung des E-Motors bzw. der Motorelektronik ME und zum anderen einen entsprechenden Wärmeaustausch der Motorelektronik ME mit der Umgebung.
6 veranschaulicht eine Ausbildung dreier, zwei Pumpen-Saugstufen oder Pumpen-Druckstufen bildender und miteinander kämmender Außenzahnräder, wobei vorzugsweise das mittlere Zahnrad das geriebene Zahnrad ist. Alle drei Zahnräder dieser Außenzahnradanordnung haben dabei die gleiche Querschnittsgeometrie, d.h. auch die gleiche Zähnezahl. Die beiden äußeren Zahnräder haben zudem den gleichen Achsabstand zum mittleren Zahnrad. Lediglich das rechte Zahnrad weist beispielsweise gegenüber den beiden anderen Zahnrädern eine kürzere Längserstreckung auf. Grundsätzlich können diese Achsabstände aber auch unterschiedlich ausfallen. Auch können die Zähnezahlen der beiden äußeren Außenzahnräder gegenüber dem inneren Außenzahnrad abweichend festgelegt sein.
7 veranschaulicht schematisch und beispielhaft eine Aufteilung und Vermengung von Förderströmen, wie sie sich zum einen bezüglich der beiden PumpenSaugstufen (vgl. ZA₁ ) und zum anderen bezüglich der beiden Pumpen-Druckstufen (vgl. ZA₂ ) innerhalb des Pumpengehäuses PG darstellen. Während die beiden Pumpen-Saugstufen einen Luftstrom bzw. Öl-Luftstrom aus dem Trockensumpf 24_I , 24_II (Bereich 24_I , Bereich 24_II ) in den Öltank 26 fördern, fördern die beiden Pumpen-Druckstufen einen Ölstrom vom Öltank 26 zu den jeweils zugeordneten Verbrauchern V₁ , V₂ . Die einzelnen Dicken der Pfeile veranschaulichen dabei qualitativ einen entsprechenden Fördervolumenstrom. Grundsätzlich können die jeweiligen Zuflüsse und Abflüsse bezüglich der einzelnen Pumpenstufen je nach Bedarf festgelegt werden, und zwar über eine entsprechende Außenzahnradgestaltung (vgl. dazu die einzelnen, unterschiedlichen Zahnradlängen in 7).
Die im Rahmen dieser Offenbarung beschriebenen Einsteckpumpenlösungen ermöglichen jeweils eine sehr kompakte Pumpenlösung, die sich zur beschriebenen Anflanschung an das Fahrzeuggetriebe V₁ eignet. Dabei die wird die Anzahl von rotierenden Bauteilen minimal gehalten, was wiederum mit einer Reduktion von Verlustreibung einhergeht. Zudem wird dadurch auch an Gewicht eingespart.
Mit den beschriebenen Einsteckpumpenlösungen ist jeweils ein Trockensumpfsystem mit nur jeweils sechs Außenzahnrädern umgesetzt.
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
Bezugszeichenliste

2: Pumpenstufenanordnung
4: Pumpenstufe
6: Pumpenstufe
8: Pumpenstufe
10: Pumpenstufe
12: Außenzahnrad
14: Außenzahnrad
16: Außenzahnrad
18: Außenzahnrad
20: Außenzahnrad
22: Außenzahnrad
24: Trockensumpf
24_I: Trockensumpf - Bereich I
24_II: Trockensumpf - Bereich II
W: Wandung
26: Öltank
28: Leitung
30: Leitung
32: Leitung
34: Leitung
36: Leitung
38: Leitung
40: Leitung
42: Leitung
50: Pumpengehäuseteil
52: erster Pumpendeckel
54: zweiter Pumpendeckel
V₁: erster Verbraucher / Fahrzeuggetriebe
V₂: zweiter Verbraucher / Elektro-Motor - Fahrzeugantrieb
M: E-Motor / elektrischer Antrieb - Pumpenstufenanordnung
ZM₁: Zahnmittelpunkt
ZM₂: Zahnmittelpunkt
ZM₃: Zahnmittelpunkt
ZM₄: Zahnmittelpunkt
ZM₅: Zahnmittelpunkt
ZM₆: Zahnmittelpunkt
ZA₁: erste Zahnradanordnung
ZA₂: zweite Zahnradanordnung
PG: Pumpengehäuse
SE_I: erster Pumpen-Saugstufen-Sauganschluss (E = Eingang)
SE_II: zweiter Pumpen-Saugstufen-Sauganschluss (E = Eingang)
SA_I: erster Pumpen-Saugstufen-Druckanschluss (A = Ausgang)
SA_II: zweiter Pumpen-Saugstufen-Druckanschluss (A = Ausgang)
DE_I: erster Pumpen-Druckstufen-Sauganschluss (E = Eingang)
DE_II: zweiter Pumpen-Druckstufen-Sauganschluss (E = Eingang)
DA_II: erster Pumpen-Druckstufen-Druckanschluss (A = Ausgang)
DA_II: zweiter Pumpen-Druckstufen-Druckanschluss (A = Ausgang)
SS: Saugstufe
DS: Druckstufe
DI: Dichtung
A_SS: Ansaugung - Saugstufe
A_SS1: erste Ansaugung - Saugstufe
A_SS2: zweite Ansaugung - Saugstufe
A_SD: druckseitiger Ausgang - Saugstufe
A_SD1: erster druckseitiger Ausgang - Saugstufe
A_SD2: zweiter druckseitiger Ausgang - Saugstufe
A_SD: Ansaugung - Druckstufe
A_SD1: erste Ansaugung - Druckstufe
A_SD2: zweite Ansaugung - Druckstufe
A_SD: druckseitiger Ausgang - Druckstufe
A_SD1: erster druckseitiger Ausgang - Druckstufe
A_SD2: zweiter druckseitiger Ausgang - Druckstufe

Claims

Pumpenstufenanordnung (2) zur Schmierölversorgung zumindest eines Verbrauchers, umfassend: mindestens zwei Pumpen-Saugstufen (4, 6) zur Ansaugung eines Schmieröls aus einem als Trockensumpf fungierenden ersten Ölbehälter (24) und zur Förderung des Schmieröls in einen als Öltank fungierenden zweiten Ölbehälter (26) sowie mindestens eine Pumpen-Druckstufe (8) zur Ansaugung des Schmieröls aus dem zweiten Ölbehälter (26) und zur Förderung zum Verbraucher, wobei die Pumpen-Saugstufen (4, 6) und die Pumpen-Druckstufe (8) zueinander beabstandet in einem Pumpengehäuse (PG) angeordnet sind und eine gemeinsame Antriebswelle (56) aufweisen, wobei die Pumpen-Saugstufen (4, 6) durch eine erste Anordnung (ZA₁) von mindestens drei miteinander kämmenden Außenzahnrädern (12, 14, 16) gebildet sind, die in einer ersten Ebene liegen, und wobei die Pumpen-Druckstufe (8) durch eine zweite Anordnung (ZA₂) von zwei miteinander kämmenden Außenzahnrädern (18, 20) gebildet ist, die in einer zweiten Ebene liegen, wobei die erste Ebene und die zweite Ebene parallel zueinander liegen, wobei mittels einer ersten Pumpen-Saugstufe (4, 12, 14) - über einen ersten Eingang (SE_I; Ansaugung) - aus einem ersten Bereich des ersten Ölbehälters (24) ein erster Fördervolumenstrom ansaugbar und mittels einer zweiten Pumpen-Saugstufe (6, 12, 16) - über einen zweiten Eingang (SE_II; Ansaugung) - aus einem zweiten Bereich des ersten Ölbehälters (24) ein zweiter Fördervolumenstrom ansaugbar ist, wobei sich die beiden Fördervolumenströme im Pumpengehäuse (PG) vermischen, bevor sie den zweiten Ölbehälter (26) über je einen Ausgang (SA_I, SA_II) erreichen.
Pumpenstufenanordnung (2) nach Anspruch 1, wobei zumindest zwei der jeweiligen Zahnmittelpunkte (ZM₁, ZM₂, ZM₃) der ersten Außenzahnradanordnung (ZA₁) sowie die jeweiligen Zahnmittelpunkte (ZM₄, ZM₅) der zweiten Außenzahnradanordnung (ZA₂) in einer gemeinsamen Ebene (E - E) angeordnet sind, welche das Pumpengehäuse (PG) in einer Längsrichtung (X - X) schneidet und welche als solche orthogonal zur ersten und zweiten Ebene liegt.
Pumpenstufenanordnung (2) nach Anspruch 2, wobei mindestens zwei Pumpen-Druckstufen (8, 10) vorgesehen sind, welche durch die zweite Anordnung (ZA₂) von mindestens drei miteinander kämmenden Außenzahnrädern (18, 20, 22) gebildet sind, wobei die zumindest zwei Zahnmittelpunkte (ZM₁, ZM₂, ZM₃) der ersten Außenzahnradanordnung (ZA₁) sowie zumindest zwei der jeweiligen Zahnmittelpunkte (ZM₄, ZM₅, ZM₆) der zweiten Außenzahnradanordnung (ZA₂) in der gemeinsamen Ebene (E - E) angeordnet sind.
Pumpenstufenanordnung (2) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die jeweiligen Zahnmittelpunkte (ZM₁, ZM₂, ZM₃) aller Zahnräder (12, 14, 16) der ersten Außenzahnradanordnung (ZA₁) sowie die jeweiligen Zahnmittelpunkte (ZM₄, ZM₅) aller Zahnräder (18, 20, 22) der zweiten Außenzahnradanordnung (ZA₂) in der Ebene (E - E) angeordnet sind.
Pumpenstufenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Ölbehälter (24) und/oder der zweite Ölbehälter (26) ein Ölreservoir im Inneren eines zumindest ein- oder zweistufigen Getriebes (62, 64) zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektro-Fahrzeugs bildet/bilden.
Pumpenstufenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpenstufenanordnung (2) als Teil einer Einsteckpumpenlösung zur Anordnung an einem zumindest ein- oder zweistufigen Getriebe zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektro-Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei die Einsteckpumpenlösung an einem Gehäuse (62, 64) des Getriebes angeflanscht ist und in das Gehäuse (62, 64) hineinragt.
Pumpenstufenanordnung (2) nach Anspruch 6, wobei die Einsteckpumpenlösung als ein im Wesentlichen zylinderförmiger Körper ausgebildet ist.
Pumpenstufenanordnung (2) nach Anspruch 7, wobei eine hydraulische Anbindung der Pumpen-Saugstufen (4, 6) und/oder der zumindest einen Pumpen-Druckstufe (8, 10) zum Ölreservoir radial zum jeweiligen Abschnitt des Pumpengehäuses (PG) ausgeführt ist.
Pumpenstufenanordnung (2) nach Anspruch 8, wobei ferner eine hydraulische Anbindung zur Druckseite der zumindest einen Pumpen-Druckstufe (8, 10, A_DD1, A_DD2) stirnseitig am in das Getriebegehäuse (62, 64) hineinragenden Ende des Pumpengehäuses (PG) vorgesehen ist.
Pumpenstufenanordnung (2) nach Anspruch 9, wobei ferner eine hydraulische Anbindung zur Saugseite der Pumpen-Saugstufen (4, 6, A_SS1, A_SS2) stirnseitig am in das Getriebegehäuse (62, 64) hineinragenden Ende des Pumpengehäuses (PG) vorgesehen ist.
Pumpenstufenanordnung (2) nach Anspruch 9, wobei ferner eine hydraulische Anbindung zur Druckseite der Pumpen-Saugstufen (4, 6, A_SD) sowie zur Saugseite der zumindest einen Pumpen-Druckstufe (8, 10, A_DS) stirnseitig am in das Getriebegehäuse (62, 64) hineinragenden Ende des Pumpengehäuses (PG) vorgesehen ist.
Pumpenstufenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Ölbehälter (24) mittels zumindest einer Wandung (W) in mindestens zwei Bereiche (24_I, 24_II) unterteilt ist.
Pumpenstufenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gemeinsame Antriebswelle (30) elektromotorisch und/oder mechanisch angetrieben ist.
Mehrfach wirkende Außenzahnradpumpe mit einer Pumpenstufenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13.
Verwendung einer Pumpenstufenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13 zur Schmierölversorgung eines zumindest ein- oder zweistufigen Getriebes zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Elektro-Fahrzeugs.
Verwendung einer Pumpenstufenanordnung (2) nach Anspruch 15, wobei die Pumpenstufenanordnung (2) ferner zur Kühlung eines das Elektro-Fahrzeugs antreibenden Elektro-Motors verwendet wird.
Fahrzeuggetriebe zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Elektro-Fahrzeugs, wobei das Fahrzeuggetriebe eine Pumpenstufenanordnung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13 aufweist.