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Die Erfindung betrifft eine Pumpenvorrichtung für ein Wärmemanagementsystem, ein Wärmemanagementsystem mit einer solchen Pumpenvorrichtung für einen Antriebsstrang, einen Antriebsstrang mit einem solchen Wärmemanagementsystem, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
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Es sind Wärmemanagementsysteme aus dem Stand der Technik beispielsweise aus dem Bereich von Kraftfahrzeugen bekannt und dazu eingerichtet, die Wärme eines Aggregats (beispielsweise einer Antriebsmaschine oder einer Traktionsbatterie) mittels eines umgewälzten Wärmeübertragerfluids abzuführen und/oder zuzuführen und so Temperaturen zu regeln. Mit der zunehmenden Elektrifizierung von Antriebssträngen im Bereich von Kraftfahrzeugen entsteht die Problematik, dass elektrisch nicht-leitende Wärmeübertragerfluide eingesetzt werden sollen. Für rein oder weitestgehend mechanische Aggregate ist jedoch der Einsatz von konventionell elektrisch-leitfähigen Wärmeübertragerfluiden aus verschiedenen Gründen, beispielsweise wirtschaftlich, sinnvoll. Jedoch sind solche elektrisch-leitfähigen Wärmeübertragerfluide nur bedingt in elektrischen Aggregaten einsetzbar und bedarf weiterer Vorkehrungen.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft eine Pumpenvorrichtung für ein Wärmemanagementsystem, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - ein erstes Pumpenrad für ein erstes Fluidleitsystem;
- - ein zweites Pumpenrad für ein zweites Fluidleitsystem;
- - ein Pumpenantrieb für die Pumpenräder; und
- - eine Trennwand zwischen dem ersten Fluidleitsystem und dem zweiten Fluidleitsystem.
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Die Pumpenvorrichtung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pumpenrad und das zweite Pumpenrad durch die Trennwand hindurch mittels zumindest eines Magnetfelds rotatorisch zueinander gekoppelt sind.
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Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
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Hier wird eine Pumpenvorrichtung vorgeschlagen, bei welcher zwei Wärmeübertragerfluide in zwei separaten Fluidleitsysteme separat voneinander förderbar sind. Die Pumpenvorrichtung umfasst ein erstes Pumpenrad, welches zum Fördern eines ersten Wärmeübertragerfluids in einem ersten Fluidleitsystem eingerichtet ist, und ein zweites Pumpenrad, welches zum Fördern eines zweiten Wärmeübertragerfluids in einem zweiten Fluidleitsystem eingerichtet ist. Die Fluidleitsysteme sind mittels einer Trennwand voneinander fluiddicht getrennt. Die Pumpenräder sind (bevorzugt um eine gemeinsame Rotationsachse) rotierbar, wobei die Pumpenräder von einem Pumpenantrieb antreibbar sind.
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Die beiden Pumpenräder sind nicht mechanisch drehmomentübertragend miteinander verbunden. Vielmehr sind die beiden Pumpenräder rein magnetisch drehmomentübertragend miteinander verbunden. Damit ist zum einen erreicht, dass eine einfache und doch sichere Trennung zwischen den beiden Fluidleitsystemen erzielbar ist, weil keine mechanische Verbindung notwendig ist. Zum anderen ist aber auch nur ein einziger Pumpenantrieb notwendig und somit kein zusätzlicher Bauraum für einen zweiten Pumpenantrieb notwendig. Es sei darauf hingewiesen, dass auch eine oder eine Mehrzahl von weiteren Fluidleitsystemen vorgesehen werden kann, beispielsweise für Wärmemanagementsysteme, bei welchen an die Wärmeübertragerfluide noch weitere unterscheidende Anforderungen gestellt sind.
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Das Magnetfeld ist ein rotierendes Magnetfeld, welches zu dem Pumpenantrieb gekoppelt ist, bevorzugt zu dem mit dem Pumpenantrieb mechanisch verbundenen ersten Pumpenrad. Das zweite Pumpenrad ist derart eingerichtet, dass es von dem rotierenden Magnetfeld gegen den Widerstand des (zweiten) Wärmeübertragerfluids zu dessen Förderung mitgenommen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Pumpenrad und das zweite Pumpenrad jeweils mit einem oder einer Mehrzahl von Magneten ausgestattet, welche korrespondierend zueinander angeordnet sind. In einer alternativen Ausführungsform ist zumindest ein Übertragungsgetriebe zwischengeschaltet, wobei ein Rad des Übertragungsgetriebes einen in dem rotierenden Magnetfeld aktiven Magneten umfasst. In einer Ausführungsform sind von einer Antriebswelle des Pumpenantriebs oder einem antriebsseitigen Übertragungsgetriebe erste Magneten umfasst, wobei in Bezug auf den ersten Magneten das erste Pumpenrad von dem Pumpenantrieb über einen parallelen Ausgang oder axial an der anderen Seite angetrieben ist. In noch einer anderen Ausführungsform ist das Stator-Magnetfeld des Pumpenantriebs für das zweite Pumpenrad genutzt, wobei ein zweiter Magnet, welcher mechanisch drehmomentübertragend oder unmittelbar mit dem zweiten Pumpenrad verbunden ist, in dem besagten Stator-Magnetfeld angeordnet ist. Das Stator-Magnetfeld ist gegebenenfalls verstärkt beziehungsweise mittels eines guten magnetischen Leiters hin zu dem zweiten Magneten gegen Dämpfungseffekte geschützt.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpenvorrichtung vorgeschlagen, dass mit dem Pumpenantrieb drehmomentübertragend verbunden ist:
- - mittels einer Antriebswelle einzig das erste Pumpenrad, und
- - das zweite Pumpenrad ausschließlich mittels des besagten Magnetfelds.
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Der Pumpenantrieb der Pumpenvorrichtung ist mittels seiner Antriebswelle drehmomentübertragend mit dem ersten Pumpenrad des ersten Fluidleitsystems verbunden. Dabei ist der Pumpenantrieb bevorzugt als elektrische Antriebsmaschine ausgeführt, mittels welcher ein über die Antriebswelle abgebbares Drehmoment erzeugbar ist. Die Drehmomentübertragung auf das zweite Pumpenrad erfolgt dabei ausschließlich mittels des rotierenden Magnetfelds, welches bevorzugt das zweite Pumpenrad über die Trennwand hinweg mit dem ersten Pumpenrad drehmomentübertragend verbindet. Die von dem Magnetfeld erzeugte rotierende magnetische Kopplung ist durch die Trennwand hindurch gebildet.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpenvorrichtung vorgeschlagen, dass die Trennwand frei von einem Durchbruch ist.
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Dabei ist die Trennwand derart ausgeführt, dass sie das Magnetfeld nicht oder nur vernachlässigbar beeinflusst. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trennwand im Bereich des wirkenden Magnetfelds aus einem magnetisch nicht-leitenden Material ausgeführt, beispielsweise aus einem magnetisch nicht-leitenden Kunststoff. Infolge der Vermeidung einer mechanischen drehmomentübertragenden Anbindung des zweiten Pumpenrads an den Pumpenantrieb beziehungsweise das erste Pumpenrad und damit der Möglichkeit auf einen Durchbruch in der Trennwand zu verzichten ist eine ungewollte Durchmischung der Wärmeübertragerfluide über die Anbindung hinweg ausgeschlossen. Dazu ist keine aufwendige dynamische Dichtung (beispielsweise ein Radialwellendichtring) notwendig, wie das bei einer durchgeführten Antriebswelle notwendig wäre.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpenvorrichtung vorgeschlagen, dass die jeweils zumindest eine kürzeste Feldlinie des besagten Magnetfelds für die rotatorische Kopplung zwischen den Pumpenrädern ausgerichtet ist:
- - axial; und/oder
- - radial.
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Hier ist eine besonders einfache und raumsparende Ausführungsform vorgeschlagen, bei welcher das rotierende Magnetfeld unmittelbar zwischen den beiden Pumpenrädern gebildet ist. Die Pumpenräder sind dann koaxial zueinander rotierbar. Für eine einfache Variante sind die an dem Magnetfeld beteiligten Magneten der beiden Pumpenräder axial hintereinander angeordnet, wobei bevorzugt zudem zumindest eines der Pumpenräder in zumindest teilweiser axialer Überlappung mit dem jeweils zugehörigen Magneten angeordnet ist. Die kürzeste Feldlinie des besagten Magnetfelds für die rotatorische Kopplung zwischen den Pumpenrädern ist in diesem Fall axial ausgerichtet.
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Für eine andere einfache Variante, welche axial kürzer ausführbar ist, sind die an dem Magnetfeld beteiligten Magneten der beiden Pumpenräder zumindest teilweise axial überlappend zueinander angeordnet, wobei bevorzugt zudem zumindest eines der Pumpenräder in zumindest teilweiser axialer Überlappung mit dem jeweils zugehörigen Magneten angeordnet ist. Die kürzeste Feldlinie des besagten Magnetfelds für die rotatorische Kopplung zwischen den Pumpenrädern ist in diesem Fall radial ausgerichtet.
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In noch einer anderen Variante sind die Magneten unter einem Winkel zu der Rotationsachse ausgerichtet, beispielsweise 45° [fünfundvierzig Grad von 360°], sodass ein Kegel gebildet ist. Die kürzeste Feldlinie ist dann entsprechend dem Winkel, also beispielsgemäß unter 45°, zu der Rotationsachse ausgerichtet.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpenvorrichtung vorgeschlagen, dass die Trennwand ein Wärmetauschermaterial umfasst, bevorzugt mit einer Rippenstruktur,
wobei bevorzugt das Wärmetauschermaterial und/oder die Rippenstruktur außerhalb des wirksamen Magnetfelds für die rotatorische Kopplung der Pumpenräder angeordnet ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen den beiden Fluidleitsystemen ein Wärmetausch mit einem möglichst geringen Wärmeverlust ermöglicht. Bei der hier vorgeschlagenen Ausführungsform ist zumindest in dem Bereich der Pumpenräder, nämlich bei der Trennwand, ein guter Wärmetausch ermöglicht, indem die Trennwand ein Wärmetauschermaterial umfasst. Ein solches Wärmetauschermaterial ist beispielsweise aus einer Metalllegierung, bevorzugt Stahl oder Kupfer. In einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Trennwand zudem eine Rippenstruktur (bevorzugt aus einem Wärmetauschermaterial) vorgesehen, besonders bevorzugt im Bereich des Wärmetauschermaterials.
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In einer Ausführungsform ist ein solches Wärmetauschermaterial gut magnetischleitfähig und daher bevorzugt radial außerhalb des an der Drehmomentübertragung mehr als vernachlässigbar beteiligten Anteils des Magnetfelds angeordnet. Beispielsweise ist die Trennwand im Bereich des Magnetfelds aus einem Kunststoff gebildet.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpenvorrichtung vorgeschlagen, dass von der Trennwand für zumindest eines der Pumpenräder, bevorzugt einzig für das zweite Pumpenrad, ein Lager gebildet ist.
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Hier ist nun vorgeschlagen, dass von der Trennwand neben ihrer fluid-trennenden Funktion zudem eine Funktion als Lager ausgebildet ist. Ein solches Lager ist als Zapfen oder als Aufnahme für einen Zapfen gebildet ist, auf welchem das jeweilige Pumpenrad beziehungsweise die Antriebswelle des Pumpenantriebs gelagert ist. In einer Ausführungsform ist von dem Lager ein Lagerspalt hin zu dem rotierenden Teil gebildet, beispielsweise für eine hydrodynamische Lagerung oder für darin angeordnete Wälzkörper.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Wärmemanagementsystem für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Pumpenvorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
- - ein erstes Fluidleitsystem für zumindest ein erstes zu temperierendes Aggregat;
- - ein zweites Fluidleitsystem für zumindest ein zweites zu temperierendes Aggregat; wobei mittels des ersten Pumpenrads ein erstes Wärmeübertragerfluid in dem ersten Fluidleitsystem förderbar ist, und
wobei mittels des zweiten Pumpenrads ein zweites Wärmeübertragerfluid in dem zweiten Fluidleitsystem förderbar ist.
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Hier ist ein Wärmemanagementsystem mit der oben beschriebenen Pumpenvorrichtung und einem ersten Fluidleitsystem und einem zweiten Fluidleitsystem (und gegebenenfalls zumindest einem weiteren Fluidleitsystem). Dabei ist das erste Fluidleitsystem mit einem ersten Wärmeübertragerfluid betreibbar, beispielsweise einem elektrischen Nichtleiter, und mit einem ersten zu temperierenden Aggregat verbindbar. Das zweite Fluidleitsystem ist mit einem zweiten Wärmeübertragerfluid betreibbar, beispielsweise einem elektrischen Leiter, und mit einem zweiten zu temperierenden Aggregat. Dabei ist ein zu temperierendes Aggregat eine Wärmequelle oder eine Wärmesenke, wobei dies gegebenenfalls zustandsabhängig ist.
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Das erste Wärmeübertragerfluid ist beispielsweise als sogenanntes Transformatoröl innerhalb einer Bordelektronik und/oder elektrisch-leitender Bauteile derart ausgeführt, dass es das erste Aggregat temperierbar ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist auch der Pumpenantrieb selbst von dem ersten Fluidleitsystem, also mittels des ersten Wärmeübertragerfluids, temperiert. Das zweite Wärmeübertragerfluid ist beispielsweise ein konventionelles Motorenöl und/oder Getriebeöl, welches in einem rein mechanischen zweiten Aggregat oder in einem entsprechend gekapselten zweiten Aggregat einsetzbar ist.
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Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Wärmeübertragerfluide fluiddicht voneinander getrennt sind. Gleichwohl ist bei einer Ausführungsform mit einer Trennwand, welche zum Wärmeaustausch eingerichtet ist (vergleiche obige Beschreibung), die mittels des zweiten Wärmeübertragerfluids aufgenommene Wärmemenge an das zweite Wärmeübertragerfluid übertragbar. Beispielsweise ist eine einzige Wärmetauschereinrichtung, beispielsweise ein Luftkühler, vorgesehen beziehungsweise in nur einem der beiden Fluidleitsysteme eingebunden, während das entsprechende Wärmeübertragerfluid für das jeweils andere Wärmeübertragerfluid eine wichtige oder die einzige Wärmetauschmöglichkeit bietet, also zum Abgeben von Abwärme beziehungsweise zum Aufnehmen von Wärme zum Aufwärmen des zugehörigen Aggregats. Bei einigen Anwendungen treten die Temperaturverhältnisse der beiden Aggregate zumindest zeitweise reziprok auf. Somit ist eine die Abwärme eines Aggregats zum Aufwärmen eines anderen Aggregats nutzbar.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine elektrische Antriebsmaschine mit einer Maschinenwelle;
- - ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der Maschinenwelle an zumindest einen Verbraucher; und
- - ein Wärmemanagementsystem nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
wobei die elektrische Antriebsmaschine ein erstes Aggregat ist und mittels des ersten Fluidleitsystems temperierbar ist, sowie
das Getriebe ein zweites Aggregat ist und mittels des zweiten Fluidleitsystems temperierbar ist.
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Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einer Antriebsmaschine, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer elektrischen Antriebsmaschine, bereitgestelltes und über ihre Maschinenwelle an ein Getriebe abgegebenes Drehmoment für zumindest einen ausgangsseitigen Verbraucher zu übertragen. Ein beispielhafter Verbraucher ist in der Anwendung in einem Kraftfahrzeug zumindest ein Vortriebsrad für den Vortrieb des Kraftfahrzeugs. In einer Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Antriebsmaschinen vorgesehen, beispielsweise in einem Hybrid-Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine und zumindest eine elektrische Antriebsmaschine, beispielsweise ein Motor-Generator. Indem in dem Antriebsstrang ein Wärmemanagementsystem eingesetzt ist, ist die Antriebsmaschine und/oder die übrigen Komponenten des Antriebsstrangs mittels Abführen der Abwärme vor einer Beschädigung infolge von einer Überhitzung geschützt und/oder (gegebenenfalls mittels Aufwärmen) auf einer günstigen Betriebstemperatur haltbar beziehungsweise auf eine solche bringbar. Zumindest in einem rein elektrischen Antriebsstrang ist zudem eine sogenannte Traktionsbatterie als Spannungsquelle für eine elektrische Antriebsmaschine umfasst, welche ebenfalls ein zu temperierendes Aggregat bildet.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang mitsamt einem Wärmemanagementsystem mit einer Pumpenvorrichtung, wie sie hierin beschrieben ist, sind zugleich elektrifizierte und nicht-elektrische Komponenten des Antriebsstrangs temperierbar, wobei hierzu im Vergleich mit konventionellen Wärmemanagementsystemen nur ein geringer Bauraum und weniger zusätzliche Bauteile benötigt werden. Bevorzugt ist weiterhin ein solches Wärmemanagementsystem für einen konventionellen Hybrid-Antriebsstrang als Ersatz für ein konventionelles Wärmemanagementsystem einsetzbar. Besonders zu betonen sei, dass auch eine Regelung der Vorhaltung eines Versorgungsdrucks beziehungsweise eines Versorgungsvolumenstroms zentral oder zumindest mittels des Pumpenantriebs gemeinsam für beide Arten von Aggregaten bereitstellbar ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Vortriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs antreibbar ist.
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Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen teilweise die Antriebsmaschine, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine elektrische Antriebsmaschine, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung (Längsachse) an. Der radiale Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, einen Antriebsstrang mit Komponenten kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz eines Antriebsstrangs in motorisierten Zweirädern, für welche im Vergleich zu vorbekannten Zweirädern stets gesteigerte Leistung bei gleichbleibendem Bauraum gefordert wird. Mit der Hybridisierung der Antriebsstränge verschärft sich diese Problemstellung auch für Hinterachsanordnungen, und auch hier sowohl in Längsanordnung als auch in Queranordnung der Antriebsmaschinen.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang wie hierin beschrieben sind im Vergleich mit Antriebssträngen mit konventionellem Wärmemanagementsystem nur ein geringer Bauraum und weniger zusätzliche Bauteile benötigt. Besonders zu betonen sei, dass auch eine Regelung der Vorhaltung eines Versorgungsdrucks beziehungsweise eines Versorgungsvolumenstroms zentral oder zumindest mittels des Pumpenantriebs gemeinsam für beide Arten von Aggregaten bereitstellbar ist.
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Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio. Bekannte Hybrid-Fahrzeuge sind BMW 330e oder der Toyota Yaris Hybrid. Als Mild-Hybride bekannt sind beispielsweise ein Audi A6 50 TFSI e oder ein BMW X2 xDrive25e.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: eine Pumpenvorrichtung für ein Wärmemanagementsystem in einer schematischen Draufsicht;
- 2: eine Pumpenvorrichtung für ein Wärmemanagementsystem in einer alternativen Ausführungsform; und
- 3: ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit einem Wärmemanagementsystem in einer schematischen Ansicht.
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In 1 ist eine Pumpenvorrichtung 1 für ein Wärmemanagementsystems 2 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Dabei umfasst die Pumpenvorrichtung 1 ein erstes Fluidleitsystem 5 und ein zweites Fluidleitsystem 6, welche fluiddicht von einer Trennwand 8 getrennt unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet sind. Die Wärmeübertragerfluide 19,20 sind für die Temperierung verschiedener Aggregate 17,18 eingerichtet (vergleiche 3). In dem ersten Fluidleitsystem 5 ist ein erstes Pumpenrad 3 zum Fördern eines ersten Wärmeübertragerfluids 19 angeordnet. Das erste Pumpenrad 3 ist mittels einer Antriebswelle 12 mechanisch drehmomentübertragend mit dem Pumpenantrieb 7 verbunden und um eine Rotationsachse 27 rotierbar. In dem zweiten Fluidleitsystem 6 ist ein zweites Pumpenrad 4 zum Fördern eines zweiten Wärmeübertragerfluids 20 angeordnet, welche hier koaxial rotierbar zu der Rotationsachse 27 ausgerichtet ist. Die Pumpenräder 3,4 umfassen in dieser Ausführungsform jeweils Magneten, nämlich das erste Pumpenrad 3 erste Magneten 9 und das zweite Pumpenrad 4 zweite Magneten 10. Die Magneten 9,10 von beiden Pumpenrädern 3,4 sind mittels eines resultierenden Magnetfelds 11 miteinander rein magnetisch drehmomentübertragend gekoppelt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Trennwand 8 frei von einem Durchbruch ist und die Pumpenräder 3,4 lediglich über das Magnetfeld 11 rotatorisch gekoppelt sind. Das Magnetfeld 11 ist hier rein schematisch angedeutet. Die Trennwand 8 nimmt keinen oder lediglich einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Magnetfeld 11. Die Trennwand 8 ist beispielsweise aus einem magnetisch nicht-leitenden Kunststoff gefertigt. Die Trennwand 8 weist in dieser Ausführungsform ein Lager 15 für das zweite Pumpenrad 4 auf, wobei eine Stützwand zum Drehmomentabstützen an den Pumpenantrieb 7 angebunden ist. Die kürzeste Feldlinie 13 ist hier axial ausgerichtet.
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Rein optional ist (darstellungsgemäß links und rechts der Pumpenräder 3,4 und des Magnetfelds 11) in der Trennwand 8 Wärmetauschermaterial (abgesetzt dargestellt) angeordnet, hier rein optional umfassend Rippenstrukturen 14.
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In 2 ist eine Pumpenvorrichtung 1 in einer alternativen Ausführungsform gezeigt. Die Pumpenvorrichtung 1 ist ohne Ausschluss der Allgemeinheit rein der Übersichtlichkeit halber weitestgehend mit der in 1 Ausführungsform identisch, sodass insoweit auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Die beiden Pumpenräder 3,4 sind in dieser Ausführungsform ebenfalls über eine magnetische Kopplung drehmomentübertragend verbunden, jedoch sind die zweiten Magneten 10 des zweiten Pumpenrads 4 in axialer Überlappung mit den ersten Magneten 9 des ersten Pumpenrads 3 angeordnet. Von der Trennwand 8 ist im Bereich der Pumpenräder 3,4 und des Magnetfelds 11 ein Versatz gebildet, ist jedoch auch hier frei von einem Durchbruch. Die kürzesten Feldlinien 13 des Magnetfelds 11 sind hier radial ausgerichtet.
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In 3 ist ein Antriebsstrang 16 in einem Kraftfahrzeug 26 mit einem Wärmemanagementsystem 2 in einer schematischen Ansicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 26 weist eine Längsachse 28 und eine Motorachse 29 auf, wobei die Motorachse 29 rein optional quer und vor der Fahrerkabine 30 angeordnet ist. Der Antriebsstrang 16 ist rein schematisch dargestellt mit einem linken Vortriebsrad 24 und einem rechten Vortriebsrad 25 verbunden, sodass diese mit einem Drehmoment von einer elektrischen Antriebsmaschine 21 und/oder einer Verbrennungskraftmaschine 31 des hier rein optional elektrifizierten (Hybrid-) Antriebsstrangs 16 mit, bevorzugt veränderbarer, Übersetzung versorgbar sind. Der Antriebsstrang 16 umfasst ein erstes Aggregat 17, welches hier als elektrische Antriebsmaschine 21 ausgeführt ist und mittels einer Rotorwelle 22 drehmomentübertragend mit einem (beispielsweise Übersetzungs-) Getriebe 23 verbunden ist. Weiterhin umfasst der Antriebsstrang 16 zwei zweite Aggregate 18, nämlich hier eine Verbrennungskraftmaschine 31 und das Getriebe 23. Und zu guter Letzt ist hier ein Wärmemanagementsystem 2 angedeutet. Das Wärmemanagementsystem 2 umfasst ein erstes Fluidleitsystem 5, welches zum Temperieren des ersten Aggregats 17 eingerichtet ist (mit durchgezogener Linie dargestellte Verbindungsleitungen), und ein zweites Fluidleitsystem 6, welches zum Temperieren der zweiten Aggregate 18 eingerichtet ist (mit gestrichelter Linie dargestellte Verbindungsleitungen). Die beiden Fluidleitsysteme 5,6 sind mittels einer fluiddichten Trennwand 8 voneinander separiert und von einem gemeinsamen Pumpenantrieb 7 betreibbar und regelbar.
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Mit der hier vorgeschlagenen Pumpenvorrichtung sind mit einem einzigen Pumpenantrieb zwei separierte Fluidleitsysteme betreibbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pumpenvorrichtung
- 2
- Wärmemanagementsystem
- 3
- erstes Pumpenrad
- 4
- zweites Pumpenrad
- 5
- erstes Fluidleitsystem
- 6
- zweites Fluidleitsystem
- 7
- Pumpenantrieb
- 8
- Trennwand
- 9
- erste Magneten
- 10
- zweite Magneten
- 11
- Magnetfeld
- 12
- Antriebswelle
- 13
- kürzeste Feldlinie
- 14
- Rippenstruktur
- 15
- Lager
- 16
- Antriebsstrang
- 17
- erstes Aggregat
- 18
- zweites Aggregat
- 19
- erstes Wärmeübertragerfluid
- 20
- zweites Wärmeübertragerfluid
- 21
- elektrische Antriebsmaschine
- 22
- Rotorwelle
- 23
- Getriebe
- 24
- linkes Vortriebsrad
- 25
- rechtes Vortriebsrad
- 26
- Kraftfahrzeug
- 27
- Rotationsachse
- 28
- Längsachse
- 29
- Motorachse
- 30
- Fahrerkabine
- 31
- Verbrennungskraftmaschine
