DE102021119581A1 - Verfahren zum Bereitstellen eines geglätteten Fluidvolumenstroms unter Verwendung einer Pumpeneinheit, sowie Fluidpumpe betrieben nach dem Verfahren und Kraftfahrzeug aufweisend eine solche Fluidpumpe - Google Patents

Verfahren zum Bereitstellen eines geglätteten Fluidvolumenstroms unter Verwendung einer Pumpeneinheit, sowie Fluidpumpe betrieben nach dem Verfahren und Kraftfahrzeug aufweisend eine solche Fluidpumpe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines geglätteten Fluidvolumenstroms (V̇glatt), insbesondere eines geglätteten Flüssigfluidvolumenstroms (V̇glatt), unter Verwendung einer Pumpeneinheit (2, 3), welche im Betrieb bauartbedingt eine Volumenstrompulsation eines gepumpten Fluids erzeugt, wobei eine Glättung des Fluidvolumenstroms (V) durch eine Beeinflussung einer Winkel-Geschwindigkeit (ω) wenigstens eines Verdrängers (5,7) der Pumpeneinheit (2, 3) erfolgt, wobeials Pumpeneinheit (2, 3) eine Orbiterexzenterpumpe (1) verwendet wird.Die Erfindung betrifft außerdem eine Fluidpumpe, die nach diesem Verfahren arbeitet und ein Kraftfahrzeug, das eine solche Fluidpumpe aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines geglätteten Fluidvolumenstroms unter Verwendung einer Pumpeneinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Fluidpumpe betrieben nach dem Verfahren und ein Kraftfahrzeug aufweisend eine solche Fluidpumpe.
  • Grundsätzlich weisen alle Arten von Verdrängerpumpen in Folge einer endlichen Anzahl von Verdrängerkammern eine kinematische Volumenstrompulsation auf, die größer als Null ist. Die Volumenstrompulsation wirkt sich in einem Hydrauliksystem nachteilig in Form von Druckpulsation aus. Dies ist insbesondere durch die Inkompressibilität des Fluids in einem Hydrauliksystem, welches ein Flüssigfluid ist, bedingt. Dadurch werden nicht nur unerwünschte Geräusche angeregt oder erzeugt, sondern auch Druckwechselspannungen in Komponenten des Hydrauliksystems induziert. Aus diesem Grund liegt ein Hauptziel der Pumpenentwicklung stets in der Minimierung der primären, pumpeninduzierten Volumenstrompulsation.
  • Grundsätzlich ist es bekannt, einreihige elektrische Verdrängerpumpen derart zu betreiben, dass eine Volumenstromglättung erkennbar ist, wobei insbesondere ein Softwarealgorithmus zum Einsatz kommt, der dafür sorgt, dass eine Drehwinkelgeschwindigkeit ω des Verdrängers im Hinblick auf einen konstanten Volumenstrom verändert wird. Diese Technologie bedarf insbesondere bei Flüssigfluidverdrängerpumpen mit einer hohen Anzahl von Pumpenkammern, wie sie beispielsweise bei Gerotorpumpen vorhanden ist, einer extrem schnell reagierenden Steuerung, was unter anderem hochdynamisch messende Sensoren und entsprechend schnell reagierende Mikrocontroller und Leistungsschalter notwendig macht.
  • Insbesondere bei Flüssigfluidpumpen beeinflusst die Viskosität des zu pumpenden Flüssigfluids in großem Maße den Volumenstrom bzw. die Volumenstromschwankung einer solchen Pumpe. Insofern muss der eingesetzte Algorithmus bei insgesamt sehr hoher Volumenstromschwankungsfrequenz zu dem noch hochgenau Einflüsse sich ändernder Viskosität berücksichtigen und in die Ansteuerung des Antriebsmotors der Pumpe umsetzen. Dies stellt sich insbesondere bei Flüssigfluidpumpen als aufwendig und teuer dar.
  • Aus dem technischen Bereich der elektrischen Orbiterexzentervakuumpumpen mit einem gasförmigen Fluid ist aus der DE 10 2019 133 743 A1 eine entsprechende Orbiterexzentervakuumpumpe bekannt, die es sich zum Ziel gemacht hat, sensorlos eine Drehmomentregelung des Antriebsmotors der Orbiterexzentervakuumpumpe vorzunehmen, die eine konstante Winkelgeschwindigkeit über eine Umdrehung der Welle beibehält. Hierdurch soll insbesondere bei gasförmigen Fördermedien eine Schwankung des erforderlichen Antriebsdrehmoments an der Pumpenwelle ausgeglichen werden. Durch eine gezielte Beeinflussung des Antriebsdrehmoments an der Pumpenwelle soll eine Effizienzsteigerung bezüglich der elektrischen Antriebsleistung stattfinden und so die resultierende Akustik des Betriebsgeräusches verbessert werden. Zur Erreichung dieses Ziels schlägt die oben genannte Druckschrift vor, zur Kompensation von Winkelgeschwindigkeitsänderungen des Orbiterexzenterkolbens ein Antriebsdrehmoment des Elektromotors basierend auf einer aus einer rückwirkenden elektromotorischen Kraft ausgewerteten Winkelposition des Rotors zu regeln. Hierdurch gelingt insbesondere eine sensorlose Drehmomentregelung.
  • Dem gegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bereitstellen eines geglätteten Fluidvolumenstroms zur Verfügung zu stellen, welcher insbesondere bei zu fördernden Flüssigfluiden positive Effekte zeigt. Insbesondere soll eine Absenkung der pumpeninduzierten Volumenstrompulsation auf eine relativ niedrige Frequenz bei möglichst niedriger Amplitude ermöglicht werden. Ein zur Glättung der Volumenstrompulsation erforderlicher Software- und Bauteilaufwand soll minimiert werden, wodurch auch eine Verringerung der Herstellkosten ermöglicht wird.
  • Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Fluidpumpe bereitzustellen, die eine besonders geringe Geräuschentwicklung verursacht. Darüber hinaus soll die Fluidpumpe kostengünstig herstellbar und betreibbar sein.
  • Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches mit einer optimierten Pumpe, welches geringere Betriebsgeräusche besitzt, ausgestattet ist.
  • Obige Aufgaben werden mit einem Verfahren zum Bereitstellen eines geglätteten Fluidvolumenstroms unter Verwendung einer Pumpeneinheit gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 besitzt.
  • Hinsichtlich der Fluidpumpe werden obige Aufgaben mit einer Fluidpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
  • Hinsichtlich eines Kraftfahrzeugs werden obige Aufgaben mit einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bereitstellen eines geglätteten Fluidvolumenstroms, insbesondere eines geglätteten Flüssigfluidvolumenstroms, unter Verwendung einer Pumpeneinheit, welche im Betrieb bauartbedingt eine Volumenstrompulsation eines gepumpten Fluids erzeugt, wobei eine Glättung des Fluidvolumenstroms durch eine Beeinflussung einer Drehwinkel-Geschwindigkeit ω wenigstens eines Verdrängers der Pumpeneinheit erfolgt, ist dadurch weitergebildet, dass als Pumpeneinheit eine Orbiterexzenterpumpe verwendet wird.
  • Mit einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es, eine bauartbedingte (pumpeninduzierte) Volumenstrompulsation mit besonders niedriger Frequenz und Amplitude zur Verfügung zu stellen, nämlich dahingehend, dass eine Orbiterexzenterpumpe z. B. in einreihiger Ausführung, d. h. also mit einem Verdränger in einer Pumpenkammer, pro Umdrehung einer Antriebswelle genau einen Förderhub ausführt. Zudem ist eine solche Orbiterexzenterpumpe bis auf einen geringen Winkelbereich, innerhalb dem ein Orbiterexzenterkolben der Orbiterexzenterpumpe im Bereich eines oberen Totpunktes einen Fluideinlass und einen Fluidauslass überstreicht, ständig in einem Förderzustand. Eine länger andauernde Nullförderung einer Verdrängerkammer liegt bei der erfindungsgemäß ausgewählten Orbiterexzenterpumpe nicht vor. Bei anderen im Stand der Technik typischerweise für Hydraulikpumpen verwendeten Pumpen, wie z. B. einer Gerotorpumpe, sind Verdrängerkammern beispielsweise nur über die Hälfte einer Wellenumdrehung aktiv.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform findet eine n-reihige, insbesondere zweireihige Orbiterexzenterpumpe Anwendung, wobei ein Phasenversatz Δφ von n, insbesondere zwei Orbiterexzenterkolben der n-reihigen, insbesondere zweireihigen Orbiterexzenterpumpe zueinander Δφ = 360°/n, insbesondere Δφ = 180° beträgt. Durch eine solche Pumpenbauart ist bereits die pumpenindizierte Volumenstromschwankung hinsichtlich ihrer Amplitude gegenüber einer einreihigen Orbiterexzenterpumpe bauartbedingt deutlich verringert, wobei eine relativ geringe Frequenz der Volumenstromschwankungen von lediglich n-facher, insbesondere doppelter Antriebsdrehzahlfrequenz der Orbiterexzenterkolben vorliegt. Durch sich gegenseitig überlagernde, spiegelbildliche Fördercharakteristika der beiden Reihen der phasenversetzten zweireihigen Orbiterexzenterpumpe kann bereits pumpenseitig ein deutlich glatterer Verlauf der Volumenstrompulsation erreicht werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden insbesondere zur weiteren Glättung der Einzelvolumenströme die Einzeleinlassvolumenströme V̇E und/oder die Einzelauslassvolumenströme V̇A der einzelnen Reihen der zweireihigen oder n-reihigen Orbiterexzenterpumpe zu einem gemeinsamen Einlassvolumenstrom V̇E,ges und einem gemeinsamen Auslassvolumenstrom V̇A,ges zusammengefasst, um so die bauartbedingte volumenstromglättende Funktion der zweireihigen oder n-reihigen Orbiterexzenterpumpe nutzen zu können.
  • Zweckmäßigerweise erfolgt eine Antriebssteuerung mittels einer Steuereinheit (ECU) der Orbiterexzenterpumpe im Falle eines flüssigen zu fördernden Fluids in Form einer sogenannten Vorsteuerung, was bedeutet, dass die Pumpcharakteristik und die hieraus resultierende Volumenstromänderung im Vorfeld bekannt ist und insbesondere bei einem flüssigen, d. h. inkompressiblen zu förderndem Fluid sich hinsichtlich des Volumenstroms des geförderten Fluids im Betrieb nur wenig ändert. Insoweit kann also ohne weiteres eine Ansteuerungskurve, bzw. ein Ansteuerungsverlauf des Antriebsmotors vorprogrammiert werden und muss nicht in Abhängigkeit einer Betriebssituation der Orbiterexzenterpumpe im Betrieb ermittelt werden. Mit einer solchen Vorsteuerung gelingt eine bereits sehr vorteilhafte Volumenstromglättung.
  • Als Eingangsgröße der Antriebssteuerung kann hierfür zweckmäßiger Weise eine Position eines Motorrotors des Drehantriebs der Orbiterexzenterpumpe verwendet werden. Diese Position ist charakteristisch für den momentanen Arbeitspunkt der Pumpe und die momentane Fördercharakteristik der Pumpe, so dass in einfacher Art und Weise aus einer Wellenstellung der Antriebswelle des Antriebsmotors eine momentane Pumpcharakteristik anhand der bei einem inkompressiblen Medium gut vorhersagbaren Gesamtpumpencharakteristik ermittelt werden kann.
  • Besonders geringe Geräuschentwicklungen lassen sich bei ausreichender Fördermenge mittels einer Orbiterexzenterpumpe gemäß der Erfindung bei einer Nenn-Antriebsdrehzahl von n ≤ 3.000 U, insbesondere n ≤ 2.000 U erreichen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • 1A: eine für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Orbiterexzenterpumpe in einem Querschnitt senkrecht zur Antriebsachse durch eine Pumpenkammer, wobei ein Orbiterexzenterkolben in einem oberen Totpunkt angeordnet ist;
    • 1B: den Querschnitt gemäß 1, wobei der Orbiterexzenterkolben in einem unteren Totpunkt angeordnet ist;
    • 1C: eine für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende zweireihige Orbiterexzenterpumpe in einem Längsschnitt in einer Ebene enthaltend die Antriebsachse;
    • 2: ein Diagramm, welches Auslass-Volumenstromverläufe von zwei Einzelpumpeneinheiten der zweireihigen Orbiterexzenterpumpe, einer Kombination der zwei Einzelpumpeneinheiten der zweireihigen Orbiterexzenterpumpe und einen erfindungsgemäß geglätteten Verlauf des Volumenstroms über einen Drehwinkel der Antriebswelle der Orbiterexzenterpumpe zeigt.
  • Im Folgenden wird anhand der 1A bis 1C der Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise einer für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Pumpeneinheit 1 in der Bauart als Orbiterexzenterpumpe 1 beschrieben.
  • Die zweireihige Orbiterexzenterpumpe 1 weist eine erste Pumpeneinheit 2 und eine zweite Pumpeneinheit 3 auf. Die erste Pumpeneinheit 2 besitzt eine erste Pumpenkammer 4, in der ein erster Orbiterexzenterkolben 5 läuft. Die zweite Pumpeneinheit 3 besitzt eine zweite Pumpenkammer 6, in der ein zweiter Orbiterexzenterkolben 7 läuft.
  • Die Orbiterexzenterkolben 5, 7 sind auf einer gemeinsamen Antriebswelle 8 angeordnet. Die Antriebswelle 8 ist in Pfeilrichtung 9 um eine Antriebsachse A antreibbar. Hierzu dient ein Antriebsmotor 10, der beispielsweise als Elektromotor, beispielsweis als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet ist und einen Motorrotor besitzt.
  • Auf der Antriebswelle 8 ist drehfest mit dieser verbunden, ein erster Exzenter 11 mit einer Exzentrizität E1 relativ zur Antriebsachse A angeordnet. Der erste Orbiterexzenterkolben 5 ist bezüglich des ersten Exzenters 11 verdrehbar und mittels des ersten Exzenters 11 entlang einer Exzenterbahn innerhalb der ersten Pumpenkammer 4 verlagerbar.
  • Auf der Antriebswelle 8 ist drehfest mit dieser verbunden, ein zweiter Exzenter 12 mit einer Exzentrizität E2 relativ zur Antriebsachse A angeordnet. Der zweite Orbiterexzenterkolben 7 ist bezüglich des zweiten Exzenters 12 verdrehbar und mittels des zweiten Exzenters 12 entlang einer Exzenterbahn innerhalb der zweiten Pumpenkammer 6 verlagerbar.
  • Die erste Pumpenkammer 4 und die zweite Pumpenkammer 6 sind zu einem Pumpengehäuse 13 zusammengefasst und in Axialrichtung AR mittels einer Trennwand 14 voneinander getrennt. Das Pumpengehäuse 13 besitzt für jede Pumpenkammer 4, 6 einen Fluideinlass 15 und einen Fluidauslass 16. Beide Fluideinlässe 15 der ersten Pumpeneinheit 2 und der zweiten Pumpeneinheit 3 sind mittels eines gemeinsamen Verbindungskanals 17 fluidisch verbunden. Der gemeinsame Verbindungskanal 17 mündet in einen Gesamtfluideinlass 18. Somit kann durch den Gesamtfluideinlass 18, verteilt über den Verbindungskanal 17 jede Pumpeneinheit 2, 3 über ihren Fluideinlass 15 mit Fluid bzw. mit einem Einlass-Gesamtfluidvolumenstrom V̇E,ges für beide Pumpeneinheiten 2, 3 versorgt werden.
  • Auslassseitig ist die Anordnung analog. Jeder Fluidauslass 16 einer Pumpenkammer 4, 6 mündet in einen auslassseitigen Verbindungskanal 17', welcher wiederum mit einem Gesamtfluidauslass 19 kommuniziert. Somit werden auslassseitig gepumpte Teilvolumenströme VA1,VA2 der einzelnen Pumpeneinheiten 2, 3 zu einem Gesamt-Auslassvolumenstrom V̇A,ges vereinigt und zusammengeführt.
  • In den Fluidauslässen 16 der einzelnen Pumpeneinheiten 2, 3 kann ein Sperrventil 21, welches als Rückstromsperre wirkt, eingesetzt sein.
  • Zwischen dem Fluideinlass 15 und dem Fluidauslass 16 ist ein Sperrschieber 22 schwenkbar im Pumpengehäuse 13 angeordnet. Der Sperrschieber 22 besitzt einen plattenartigen Sperrabschnitt 23, welcher in einem freien Ende in einem Führungsschlitz 24 des Orbiterexzenterkolbens 1 verschieblich geführt ist.
  • Durch Rotieren der Antriebswelle 8 um die Antriebsachse A vollführen die Orbiterexzenterkolben 5, 7 in ihren Pumpenkammern 4, 6 eine Bewegung entlang einer Exzenterbahnkurve, wobei eine zylindrische Außenumfangsfläche 30 des Orbiterexzenterkolbens 5, 7 an einer ebenfalls zylindrischen Innenwandung 31 der zugehörigen Pumpenkammer 4, 6 gleitend und/oder mit einem geringen Dichtspalt zwischen der zylindrischen Außenumfangsfläche 30 und der zylindrischen Innenwandung 31 entlang bewegbar ist.
  • Durch exzentrisches Verlagern des Orbiterexzenterkolbens 5, 7 in Pfeilrichtung 9, wie es in der 1A anhand der ersten Pumpeneinheit 2 schematisch dargestellt ist, wandert ein Berührpunkt B, der eine engste Stelle zwischen dem Orbiterexzenterkolben 5 und dem Pumpengehäuse 13 darstellt, im Uhrzeigersinn um. Hierdurch wird vom Orbiterexzenterkolben 5, dem Sperrabschnitt 23 und dem Pumpengehäuse 13 ein erstes Teilvolumen 40 umgrenzt. Dieses erste Teilvolumen 40 steht mit dem Fluideinlass 15 in Verbindung und wirkt somit als ansaugendes Volumen.
  • Des Weiteren wird vom Orbiterexzenterkolben 5 und dem Pumpengehäuse 13, sowie dem Sperrabschnitt 23 ein zweites Teilvolumen 41 umgrenzt, welches mit dem Fluidauslass 16 kommuniziert und bei einer Bewegung der Antriebswelle 8 in der Pfeilrichtung 9 zunehmend verkleinert wird, so dass ein Ausstoßen von Pumpfluid, welches sich im zweiten Teilvolumen 41 befindet, erfolgt.
  • Beide Pumpeneinheiten 2, 3 funktionieren nach diesem Orbiterexzentergrundprinzip, wobei jedoch der erste Orbiterexzenterkolben 5 gegenüber dem zweiten Orbiterexzenterkolben 7 in der Pfeilrichtung 9 um 180° phasenversetzt angeordnet sind, so dass auch Ansaugvorgänge von zu pumpendem Fluid und Ausstoßvorgänge von zu pumpendem Fluid der einzelnen Pumpeneinheiten 2, 3 jeweils um 180° phasenversetzt sind. Da jeweils die einzelnen Volumenströme, welche die Fluidauslässe 16 der einzelnen Pumpeneinheiten 2, 3 verlassen, mittels des Verbindungskanals 17 vereinigt werden, werden die einzelnen Auslassvolumenströme V̇A1 und V̇A2 der Pumpeneinheiten 2, 3 mengenmäßig vereinigt und hinsichtlich ihres Zeitverlaufs überlagert.
  • Durch den gewählten Phasenversatz von Δφ = 180° zwischen dem ersten Orbiterexzenterkolben 5 und dem zweiten Orbiterexzenterkolben 7 entsteht ein Auslass-Gesamtvolumenstrom V̇A,ges, welcher insgesamt eine gegenüber der Drehzahl der Antriebswelle 8 doppelte Frequenz aufweist. Aufgrund der Pumpencharakteristiken der einzelnen Pumpeneinheiten 2, 3, die als Orbiterexzenterpumpen 1 ausgebildet sind und der in dem Ausführungsbeispiel gewählten Ausführungsform einer zweireihigen Orbiterexzenterpumpe mit Phasenversatz, ergibt sich als überlagerter Auslass-Gesamtvolumenstrom V̇A,ges ein gegenüber einzelnen Auslass-Volumenströmen V̇1A und V̇2A der einzelnen Pumpeneinheiten 2, 3 gemäß der Darstellung von 2 ein bereits deutlich geglätteter Verlauf, welcher in einem Ausführungsbeispiel gemäß 2 nur noch relativ gering um einen Zielwert eines geglätteten Volumenstroms V̇glatt herum schwankt.
  • In 2 ist hierzu zur Verdeutlichung in einem Diagramm ein Volumenstrom gemessen in l/min über einen Drehwinkel in Grad der Antriebswelle 9 für einen Auslass-Volumenstrom V̇1A der ersten Pumpeneinheit 2 und einen Auslass-Volumenstrom V̇2A der zweiten Pumpeneinheit 3 dargestellt. Der Auslass-Gesamtvolumenstrom V̇A,ges ist als strich-doppeltpunktierte Linie ausgeführt und stellt einen Summenverlauf der beiden einzelnen Auslass-Volumenströme V̇1A und V̇2A dar. Die Frequenz des Auslass-Gesamtvolumenstroms V̇A,ges ist gegenüber einem einzelnen Auslass-Volumenstrom V̇1A oder V̇2A verdoppelt. Die Amplitude des Auslass-Gesamtvolumenstrom V̇A,ges ist gegenüber den einzelnen Amplituden der beiden phasenversetzten Pumpeneinheiten 2, 3 deutlich verringert.
  • Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Pumpenauswahl des Pumpenbauprinzips lassen sich also bereits ohne Steuerungs- und/oder Regelungseingriff relativ glatte Gesamtvolumenströme mit relativ niedriger Frequenz, im Ausführungsbeispiel lediglich mit doppelter Drehfrequenz der Antriebswelle 8 erreichen. Dies stellt eine günstige Ausgangsposition dar, um mittels einer elektronischen Ansteuerung die Antriebsdrehzahl über eine Umdrehung des Antriebsmotors 10 derart zu beeinflussen, dass ein Zielvolumenstrom V̇glatt erreichbar ist. Eine derartige Steuerung/Regelung erfolgt in Kenntnis des pumpenspezifischen Auslass-Gesamtvolumenstroms V̇A,ges derart durch Beschleunigen und Abbremsen der Winkelgeschwindigkeit ω der Antriebswelle 8, dass in Bereichen, in denen der Auslass-Gesamtvolumenstroms V̇A,ges größer als der geglättete Volumenstrom V̇glatt ist, eine Verringerung erfolgt, um überschüssigen Volumenstrom aus einer der Pumpeneinheiten 2, 3 etwas abzumildern. Andererseits erfolgt die Drehzahlregelung des Antriebsmotors bzw. der Antriebswelle 8 in Bereichen, in denen der Auslass-Gesamtvolumenstroms V̇A,ges kleiner ist als ein Zielvolumenstrom V̇glatt derart, dass die Winkelgeschwindigkeit ω der Antriebswelle 8 temporär erhöht wird. Insgesamt kann hierdurch ein befriedigter geglätteter Auslass-Volumenstrom V̇glatt erreicht werden.
  • Insgesamt kann mit einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren und einer solchen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Fluidpumpe ein für Flüssigfluide befriedigender geglätteter Auslass-Volumenstrom V̇glatt erzielt werden.
  • Das erfindungsgemäße Ziel einer Absenkung der Volumenstrompulsation auf eine gegenüber dem Stand der Technik niedrigere Frequenz ist somit durch die Auswahl der Pumpeneinheit als Orbiterexzenterpumpe, insbesondere als zwei (oder mehr-) reihige Orbiterexzenterpumpe realisiert. Aufgrund der relativ geringen Frequenz der auftretenden Volumenstrompulsation im Auslass-Gesamtvolumenstroms V̇A,ges ist eine erforderliche Glättung der Volumenstrompulsation mit geringem Software- und Bauteilaufwand möglich. Dies wirkt sich positiv auf die Herstellkosten aus.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Orbiterexzenterpumpe/Pumpeneinheit
    2
    erste Pumpeneinheit
    3
    zweite Pumpeneinheit
    4
    erste Pumpenkammer
    5
    erster Orbiterexzenterkolben
    6
    zweite Pumpenkammer
    7
    zweiter Orbiterexzenterkolben
    8
    Antriebswelle
    9
    Pfeilrichtung
    10
    Antriebsmotor
    11
    erster Exzenter
    12
    zweiter Exzenter
    13
    Pumpengehäuse
    14
    Trennwand
    15
    Fluideinlass
    16
    Fluidauslass
    17
    Verbindungskanal
    17'
    auslassseitiger Verbindungskanal
    18
    Gesamtfluideinlass
    19
    Gesamtfluidauslass
    21
    Sperrventil
    22
    Sperrschieber
    23
    Sperrabschnitt
    24
    Führungsschlitz
    30
    zylindrische Außenumfangsfläche
    31
    zylindrische Innenwandung
    40
    erstes Teilvolumen
    41
    zweites Teilvolumen
    A
    Antriebsachse
    AR
    Axialrichtung
    B
    Berührpunkt
    E1
    erste Exzentrizität
    E2
    zweite Exzentrizität
    ECU
    Steuereinheit
    ω
    Drehwinkel-Geschwindigkeit
    Δφ
    Phasenversatz
    P
    Winkelposition
    V
    Fluidvolumenstrom
    V̇1A
    Auslass-Volumenstrom
    V̇2A
    Auslass-Volumenstrom
    V̇E,ges
    Einlass-Gesamtvolumenstrom
    V̇A,ges
    Auslass-Gesamtvolumenstrom
    V̇glatt
    geglätteter Volumenstrom/Zielvolumenstrom
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102019133743 A1 [0005]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Bereitstellen eines geglätteten Fluidvolumenstroms (V̇glatt), insbesondere eines geglätteten Flüssigfluidvolumenstroms (V̇glatt), unter Verwendung einer Pumpeneinheit (2, 3), welche im Betrieb bauartbedingt eine Volumenstrompulsation eines gepumpten Fluids erzeugt, wobei eine Glättung des Fluidvolumenstroms (V) durch eine Beeinflussung einer Winkel-Geschwindigkeit (ω) wenigstens eines Verdrängers (5,7) der Pumpeneinheit (2, 3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass als Pumpeneinheit (2, 3) eine Orbiterexzenterpumpe (1) verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine n-reihige, insbesondre zweireihige Orbiterexzenterpumpe (1) verwendet wird, wobei ein Phasenversatz (Δφ) von n, insbesondere zwei Orbiterexzenterkolben (5, 7) der n-reihigen, insbesondere zweireihigen Orbiterexzenterpumpe (1) zueinander Δφ = 360°/n, insbesondere Δφ = 180° beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils Einzeleinlass-Volumenströme (V̇E) und/oder Einzelauslass-Volumenströme (V̇A) der zweireihigen oder n-reihigen Orbiterexzenterpumpe (1) zu einem gemeinsamen Einlass-Volumenstrom (V̇E,ges) und/oder einem gemeinsamen Auslass-Volumenstrom (V̇A,ges) zusammengefasst werden.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebssteuerung mittels einer Steuereinheit (ECU) der Orbiterexzenterpumpe (1) im Falle eines flüssigen zu fördernden Fluids in Form einer Vorsteuerung erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Eingangsgröße der Antriebssteuerung, insbesondere in der Ausführung als Vorsteuerung eine Winkelposition (P) eines Motorrotors eines Antriebsmotors (10) der Orbiterexzenterpumpe (1) verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Orbiterexzenterpumpe (1) mit einer Nenn-Antriebsdrehzahl von n ≤ 3.000 U/min, insbesondere n ≤ 2.000 U/min betrieben wird.
  7. Fluidpumpe, insbesondere Flüssigfluidpumpe, welche nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 betreibbar ist.
  8. Fluidpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidpumpe als Kühlmittelfluidpumpe betreibbar ist.
  9. Kraftfahrzeug aufweisend eine Fluidpumpe nach Anspruch 7 oder 8.
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