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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gerotoreinrichtung mit zumindest zwei Gerotorstufen, wobei die jeweilige Gerotorstufe einen Innenrotor und einen Außenrotor aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Pumpeneinrichtung mit einer solchen Gerotoreinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Pumpeneinrichtung.
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Ein Gerotor weist einen Innenrotor sowie einen Außenrotor auf, welche im Betrieb um radial zueinander versetzte Achsen rotieren. Der Innenrotor weist dabei radial außen abstehende Zähne auf, welche im Betrieb in radial innen offene Zahnlücken des Außenrotors greifen, um ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, zu fördern. Dementsprechend kommen derartige Gerotoren gewöhnlich in Pumpeneinrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit zum Einsatz.
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Vorstellbar ist es, eine Gerotoreinrichtung mehrstufig auszubilden. Die Gerotoreinrichtung weist dabei zumindest zwei Gerotoren auf, welche jeweils eine Gerotorstufe bilden. Somit ist es beispielsweise möglich, ein Fluid gestuft, also mit unterschiedlichen Volumenströmen oder unterschiedliche Fluide zu fördern.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für eine Gerotoreinrichtung der vorstehend genannten Art, für eine Pumpeneinrichtung mit einer solchen Gerotoreinrichtung sowie für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Pumpeneinrichtung verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, welche insbesondere Nachteile aus dem Stand der Technik beseitigen. Insbesondere beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit der Aufgabe, für die Gerotoreinrichtung, für die Pumpeneinrichtung sowie für das Kraftfahrzeug Ausführungsformen anzugeben, welche sich durch eine kostengünstige und/oder bauraumsparende Ausbildung und/oder einen zuverlässigen Betrieb auszeichnen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vortrag der Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einer Gerotoreinrichtung mit zumindest zwei Gerotorstufen einen Rotor einer der Gerotorstufen zugleich als den Rotor einer anderen, bevorzugt radial benachbarten, Gerotorstufe einzusetzen und die Gerotorstufen gegeneinander und/oder zur Umgebung abzudichten. Somit entfällt das separate Herstellen und/oder Montieren dieser Rotoren in der Gerotoreinrichtung. In der Folge sind sowohl die Herstellung als auch die Montage der Gerotoreinrichtung vereinfacht und kostengünstig. Zudem lässt sich die Gerotoreinrichtung auf diese Weise bauraumsparender ausbilden. Entsprechendes gilt für eine Pumpeneinrichtung mit der Gerotoreinrichtung sowie für ein Kraftfahrzeug mit der Pumpeneinrichtung. Das Abdichten der Gerotorstufen gegeneinander und/oder zur Umgebung führt dazu, dass zu keinen oder zumindest reduzierten internen Leckagen der Gerotoreinrichtung kommt, sodass der Betrieb der Gerotoreinrichtung zuverlässiger ist. Zudem wird insbesondere wird auf diese Weise ferner vermieden, dass sich eine der Gerotorstufen aufgrund eines Druckunterschieds auf unerwünschter Weise mit einem Gas, beispielsweise mit Luft, vollsaugt. Auch dies führt zu einer erhöhten Zuverlässigkeit beim Betrieb der Gerotoreinrichtung.
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Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Gerotoreinrichtung zwei Gerotorstufen auf. Die jeweilige Gerotorstufe weist einen Innenrotor sowie einen Außenrotor auf, welche im Betrieb jeweils um eine zugehörige Achse rotieren, wobei die Achsen zueinander radial versetzt sind. Der Innenrotor weist dabei radial außen abstehende Zähne auf, welche im Betrieb in radial innen offene Zahnlücken des zugehörigen Außenrotors greifen. Das heißt, dass die jeweilige Gerotorstufe einen im Betrieb um eine Innenachse rotierenden Innenrotor mit radial außen abstehenden Zähnen und einen im Betrieb um eine radial zur Innenachse versetzte Außenachse rotierenden Außenrotor mit radial innen offenen Zahnlücken aufweist, in welche im Betrieb die Zähne des Innenrotors greifen. Dabei weist ein Rotorkörper sowohl Zahnlücken einer der Gerotorstufen, welche nachfolgend auch als erste Gerotorstufe bezeichnet wird, als auch Zähne einer anderen Gerotorstufe, welche nachfolgend auch als zweite Gerotorstufe bezeichnet wird, auf. Der Rotorkörper rotiert dabei im Betrieb um eine zugehörige Achse, welche nachfolgend auch als Rotorachse bezeichnet wird. Die Gerotoreinrichtung weist also den im Betrieb um die Rotorachse rotierenden Rotorkörper auf, welcher radial innen offene Zahnlücken der ersten Gerotorstufe und radial außen abstehende Zähne der zweiten Gerotorstufe aufweist. Dabei sind die Zahnlücken der Gerotorstufen und somit die Gerotorstufen fluidisch gegeneinander abgedichtet.
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Die jeweilige vorliegend angegebene Richtung „radial“ bezieht sich auf die zugehörige Achse. Dem folgend verläuft „axial“ parallel bzw. koaxial zu der jeweiligen Achse. Dabei verlaufen die Achsen parallel.
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Die Rotorachse des Rotorkörpers entspricht vorteilhaft der Außenachse der ersten Gerotorstufe und der Innenachse der zweiten Gerotorstufe. Die Außenachse der ersten Gerotorstufe und die Innenachse der zweiten Gerotorstufe fallen also zusammen, entsprechen folglich einander, und werden durch die Rotorachse gebildet. Folglich sind die Rotorachse und die Gerotorstufen derart aufeinander abgestimmt, dass ein paralleler Betrieb beider Gerotorstufen möglich ist.
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Der Außenrotor der zweiten Gerotorstufe umschließt bevorzugt den Rotorkörper radial außen. Somit ist die erste Gerotorstufe eine radial innere Gerotorstufe und die zweite Gerotorstufe eine radial äußere Gerotorstufe.
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Vorstellbar ist es, dass der Rotorkörper lediglich einen Teil der Zahnlücken der ersten Gerotorstufe und/oder einen Teil der Zähne der zweiten Gerotorstufe aufweist.
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Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen der Rotorkörper sämtliche Zahnlücken der ersten Gerotorstufe und/oder sämtliche Zähne der zweiten Gerotorstufe aufweist. Das heißt, dass Ausführungsformen bevorzugt sind, bei denen der Rotorkörper den Innenrotor der ersten Gerotorstufe und den Außenrotor der zweiten Gerotorstufe bildet. Somit wird eine einfache, kostengünstige und bauraumsparende Ausbildung der Gerotoreinrichtung erreicht.
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Die Gerotoreinrichtung weist vorteilhaft ein Gehäuse auf, in welchem in die Gerotorstufen, das heißt insbesondere der Innenrotor, der Rotorkörper und der Außenrotor, aufgenommen sind.
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Das Gehäuse weist bevorzugt einen Gehäusetopf mit einem radial verlaufenden Topfboden und einen den Gehäusetopf verschießenden und dem Topfboden axial gegenüberliegenden Gehäusedeckel auf. Gehäusetopf und Gehäusedeckel begrenzen dabei ein Aufnahmevolumen, in welchem die Gerotorstufen aufgenommen sind.
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Vorstellbar sind Ausführungsformen, bei denen die Zähne und die Zahnlücken des Rotorkörpers auf der gleichen axialen Höhe angeordnet sind. Somit ist es insbesondere möglich, den Rotorkörper und folglich die Gerotoreinrichtung mit einer kleineren axialen Erstreckung und somit bauraumsparender auszubilden.
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Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Innenrotor der ersten Gerotorstufe, der Rotorkörper sowie der Außenrotor der zweiten Gerotorstufe axial miteinander abschließen, also insbesondere axial stirnseitig in einer radial verlaufenden Ebene liegen. Bevorzugt liegen der Innenrotor der ersten Gerotorstufe, der Rotorkörper sowie der Außenrotor der zweiten Gerotorstufe an beiden axialen Stirnseiten in jeweils einer radial verlaufenden Ebene. Dies führt zu einer besonders kompakten Ausbildung der Gerotoreinrichtung.
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Denkbar ist es, dass die Zahnlücken des Rotorkörpers die Zähne axial überragen oder umgekehrt. Somit ist es insbesondere möglich, mit der ersten Gerotorstufe höhere Momente zu übertragen als mit der zweiten Gerotorstufe oder umgekehrt.
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Vorteilhaft ist der Rotorkörper dabei axial gestuft ausgebildet, weist also zumindest zwei radial zueinander versetzte Stufen auf, die axial ineinander übergehen. Insbesondere weist der Rotorkörper zwei Stufen, nämlich eine radial innere Stufe eine radial äußere Stufe auf. Bevorzugt ist es dabei, wenn die radial innere Stufe des Rotorkörpers die radial äußere Stufe des Rotorkörpers sowie den Außenrotor der zweiten Gerotorstufe axial überragt. Somit können mittels der ersten Gerotorstufe auf einfache und effektive Weise höhere Momente übertragen werden als mittels der zweiten Gerotorstufe.
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Der Rotorkörper kann prinzipiell mehrteilig ausgebildet sein. Das heißt, dass der Rotorkörper zumindest zwei separate hergestellte und anschließend miteinander verbundene Teile aufweisen kann. Dabei kann eines der Teile die Zahnlücken und das andere Teil die Zähne des Rotorkörpers aufweisen.
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Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen der Rotorkörper einteilig und monolithisch ausgebildet ist. Das heißt, dass der Rotorkörper bevorzugt keine zwei oder mehr Teile aufweist, welche separat hergestellt und anschließend miteinander verbunden sind. Dies führt zu einer einfachen und kostengünstigen Herstellung des Rotorkörpers.
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Der Rotorkörper kann auf beliebige Weise hergestellt sein.
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Vorstellbar ist es, in Rotorkörper durch ein Urformverfahren, beispielsweise durch Spritzguss, insbesondere aus Kunststoff, herzustellen. Der Rotorkörper kann also insbesondere ein Spritzgussbauteil sein.
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Ebenso ist es möglich, den Rotorkörper durch Sintern herzustellen. Der Rotorkörper kann also ein Sinterbauteil sein.
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Es versteht sich, dass die Gerotoreinrichtung auch drei oder mehr Gerotorstufen aufweisen kann.
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Dabei kann die Gerotorstufe zwei oder mehr solche voneinander separate und/oder zueinander beabstandete Rotorkörper aufweisen, wobei der jeweilige Rotorkörper zwei zueinander, vorzugsweise radial, benachbarten Gerotorstufen zugeordnet ist.
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Das Abdichten der Zahnlücken gegeneinander und/oder zur Umgebung kann auf beliebige Weise umgesetzt sein.
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Bevorzugt erfolgt das Abdichten der Zahnlücken gegeneinander und/oder zur Umgebung mittels des Rotorkörpers.
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Zu diesem Zweck kann der Rotorkörper an zumindest einer axialen Stirnseite eine axial offene und umlaufende Nut aufweisen.
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Bei vorteilhaften Ausführungsformen weist der Rotorkörper an zumindest einer axialen Stirnseite eine radial offene und umlaufende Nut auf, welche zum Abdichten mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit Öl, gefüllt ist. Somit kommt es zu einem vereinfachten Abdichten der Zahnlücken. Die Flüssigkeit, insbesondere das Öl, kommt somit als Sperrflüssigkeit zum Einsatz. Dabei verhindert die Flüssigkeit, das Absaugen von einem Gas, insbesondere von Luft, in den entsprechenden Zahnlücken.
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Bei vorteilhaften Ausführungsformen weist der Rotorkörper an zumindest einer axialen Stirnseite eine radial offene und umlaufende Nut und das Gehäuse für die jeweilige zumindest eine Nut eine axial abstehende und umlaufende Rippe auf, in die zugehörige Nut greift. Somit wirken die Nut und die zugehörige Rippe in der Art einer Labyrinthdichtung zusammen, um die Zahnlücken abzudichten. Dies führt zu einer einfachen und zuverlässigen Abdichtung der Zahnlücken gegeneinander. Zudem führt dies zu einer einfachen und zuverlässigen Abdichtung der Zahnlücken zur Umgebung und der beiden Gerotorstufen gegeneinander.
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Prinzipiell kann der Rotorkörper an lediglich einer der Stirnseiten eine solche Nut und das Gehäuse somit lediglich eine solche Rippe aufweisen.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen weist der Rotorkörper ein beiden axialen Stirnseiten eine solche Nut und das Gehäuse für beide Nuten jeweils eine zugehörige solche Rippe auf.
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Bevorzugt sind demnach Ausführungsformen, bei denen der Rotorkörper eine dem Topfboden axial gegenüberliegende erste Stirnseite mit einer ersten Nut und eine dem Gehäusedeckel axial gegenüberliegende zweite Stirnseite mit einer zweiten Nut aufweist. Dabei weist der der Gehäusetopf eine vom Topfboden axial abstehende erste Rippe aufweist, welche in die erste Nut greift. Zudem weist der Gehäusedeckel eine axial abstehende zweite Rippe auf, welche in die zweite Nut greift.
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Der Rotorkörper kann an zumindest einer axialen Stirnseite, insbesondere mittels der gestuften Ausbildung, radial innen einen axial abstehenden zylindrischen Abschnitt aufweisen, welcher nachfolgend auch als Zylinderabschnitt bezeichnet wird. Vorteilhaft sind die Zahnlücken zumindest teilweise im Zylinderabschnitt ausgebildet, erstrecken sich insbesondere axial in den Zylinderabschnitt hinein. Zudem überragt der Zylinderabschnitt bevorzugt die zweite Gerotorstufe.
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Mit dem jeweiligen zumindest einen Zylinderabschnitt ist es möglich, den Rotorkörper im Gehäuse zu lagern. Dabei weist das Gehäuse vorteilhaft für den jeweiligen zumindest einen Zylinderabschnitt eine zugehörige, axial nach innen gerichtete Aufnahme auf, in welcher der zugehörige Zylinderabschnitt greift.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen erfolgt eine Abdichtung der Zahnlücken und somit Gerotorstufen gegeneinander und/oder der Zahnlücken und somit der Gerotorstufen zur Umgebung, mittels zumindest eine der wenigstens einen Zylinderabschnitt und/oder der zugehörigen Aufnahme. Insbesondere ist es möglich, den Zylinderabschnitt und die zugehörige Aufnahme radial abzudichten. Bevorzugt sind dementsprechend Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Zylinderabschnitt der zum Abdichten axial in die zugehörige Aufnahme greift.
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Als vorteilhaft erweisen sich Ausführungsformen, bei denen der Rotorkörper an beiden axialen Stirnseiten einen solchen Zylinderabschnitt und das Gehäuse für den jeweiligen Zylinderabschnitt eine zugehörige Aufnahme aufweist.
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Demnach sind Ausführungsformen vorteilhaft, bei welchen der Rotorkörper einen axial in Richtung des Topfbodens abstehenden ersten Zylinderabschnitt und der Gehäusetopf eine axial nach innen gerichtete erste Aufnahme aufweist, in welcher der Zylinderabschnitt axial greift. Zudem weist der Rotorkörper einen axial in Richtung des Gehäusedeckels abstehenden zweiten Zylinderabschnitt und der Gehäusedeckel eine axial nach innen gerichtete zweite Aufnahme auf, in welcher der zweite Zylinderabschnitt axial greift.
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Die Gerotoreinrichtung kommt vorteilhaft in einer Pumpeneinrichtung zum Pumpen zumindest eines Fluids, vorteilhaft zumindest einer Flüssigkeit, zum Einsatz. Die Pumpeneinrichtung weist dabei eine Kavität zum Aufnahmen der Gerotoreinrichtung auf, durch welche ein Strömungspfad des zumindest einen Fluids führt.
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Vorstellbar ist es, die Pumpeneinrichtung in einem Kraftfahrzeug einzusetzen, um im Kraftfahrzeug zumindest ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, zu fördern. Beispielsweise kann mit der Pumpeneinrichtung Öl und/oder Schmiermittel gepumpt werden. Bei der Pumpeneinrichtung handelt es sich also insbesondere um eine Ölpumpe.
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Die Pumpeneinrichtung kann beispielsweise im Kraftfahrzeug ein Getriebe des Kraftfahrzeugs mit Flüssigkeit, insbesondere mit Öl und/oder Schmiermittel versorgen. Das heißt, dass die Pumpeneinrichtung dem Getriebe im Betrieb mittels der Gerotoreinrichtung Flüssigkeit, insbesondere Öl und/oder Schmiermittel, zuführt.
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Vorstellbar ist es, mit den Gerotorstufen der Gerotoreinrichtung dasselbe Fluid in unterschiedlichen Pumpstufen, das heißt mit verschiedenen Volumenströmen und/oder Drücken, zu fördern und somit zum Pumpen. Dabei führt also ein Strömungspfad des Fluids durch die Kavität. Dabei ist es vorstellbar, eine Gerotorstufe als Vorstufe einer anderen Gerotorstufe einzusetzen. Insbesondere kann eine erste Gerotorstufe als Druckstufe zur Fluidversorgung, insbesondere zur Ölversorgung, und eine zweite Gerotorstufe als Saugstufe zur Versorgung der ersten Gerotorstufe dienen.
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Vorstellbar ist es ebenso, mittels der Gerotoreinrichtung zumindest zwei unterschiedliche Fluide zu fördern, wobei dem jeweiligen Fluid zumindest eine Gerotorstufe zugeordnet ist. Dabei führen also zumindest zwei Strömungspfade voneinander getrennt durch die Aufnahme.
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Ebenso ist es vorstellbar, mittels der Gerotoreinrichtung das gleiche Fluid in zumindest zwei voneinander getrennten Kreisläufen zu fördern, wobei dem jeweiligen Kreislauf eine Gerotorstufe zugeordnet ist. Dabei führen also zumindest zwei Strömungspfade voneinander getrennt durch die Kavität. Dabei ist es vorstellbar, das Fluid in den unterschiedlichen Kreisläufen mit unterschiedlichen Volumenströmen und/oder Drücken zu fördern.
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Als Beispiel sei hier auf ein Kraftfahrzeug hingewiesen, in welchem beispielsweise Verbraucher, insbesondere Ölverbraucher, mit Bedarf an geringem Fluiddruck, beispielsweise zur Kühlung eines Traktionsmotors bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, vorhanden sind. Zudem sind auch Verbraucher mit Bedarf an höherem Fluiddruck, insbesondere Ölverbraucher, zum Beispiels zur Schmierung von Lagerstellen und/oder eines Getriebes, vorhanden. Hier können sowohl die Verbraucher mit Bedarf an geringem Fluiddruck als auch Verbraucher mit Bedarf an erhöhten Fluiddruck jeweils mittels einer Gerotorstufe versorgt werden. Dabei sind diese Verbraucher vorteilhalft in unterschiedlichen Kreisläufen eingebunden. Die Pumpeneinrichtung kann in beliebigen Anwendungen zum Pumpen beliebiger Fluide zum Einsatz kommen.
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Es versteht sich, dass auch die Pumpeneinrichtung und das Kraftfahrzeug auch jeweils als solcher zum Umfang dieser Erfindung gehören.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine axiale Draufsicht auf eine Gerotoreinrichtung,
- 2 eine isometrische einer Pumpeneinrichtung mit der Gerotoreinrichtung,
- 3 einen Schnitt durch die Pumpeneinrichtung mit der Gerotoreinrichtung bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
- 4 eine isometrische Ansicht der Gerotoreinrichtung bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 5 eine vereinfachte seitliche Ansicht der Gerotoreinrichtung aus 4,
- 6 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung der Pumpeneinrichtung in einem Kraftfahrzeug,
- 7 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Darstellung der Pumpeneinrichtung bei einem anderen Ausführungsbeispiel.
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Eine Gerotoreinrichtung 1, wie sie beispielsweise in den 1 bis 7 gezeigt ist, kommt in einer beispielsweise in den 2 und 3 sowie 6 und 7 gezeigten Pumpeneinrichtung 100 zum Fördern zumindest einer Flüssigkeit zum Einsatz. Die Gerotoreinrichtung 1 weist, wie insbesondere 1 entnommen werden kann, zumindest zwei Gerotorstufen 2 auf. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Gerotoreinrichtung 1 zwei Gerotorstufen 2, nämlich eine erste Gerotorstufe 2, 2a und eine zweite Gerotorstufe 2, 2b auf. Die jeweilige Gerotorstufe 2 weist einen im Betrieb um eine Innenachse 3 rotierenden Innenrotor 4 mit radial außen abstehenden Zähnen 7 und einen im Betrieb um eine radial zur Innenachse 3 versetzte Außenachse 5 rotierenden Außenrotor 6 mit radial innen offenen Zahnlücken 8 auf, in welche im Betrieb die Zähne 7 des Innenrotors 4 greifen. Somit weist die erste Gerotorstufe 2, 2a einen im Betrieb um eine erste Innenachse 3, 3a rotierenden ersten Innenrotor 4, 4a mit radial nach außen abstehenden ersten Zähnen 7, 7a und einen im Betrieb um eine radial zur ersten Innenachse 3 versetzte erste Außenachse 5, 5a rotierenden ersten Außenrotor 6, 6a mit radial innen offenen ersten Zahnlücken 8, 8a auf. Dabei greifen im Betrieb die ersten Zähne 7, 7a des ersten Innenrotors 4, 4a in die Zahnlücken 8, 8a des ersten Außenrotors 6, 6a. Analog hierzu weist die zweite Gerotorstufe 2, 2b einen im Betrieb um eine zweite Innenachse 3, 3b rotierenden zweiten Innenrotor 4, 4b mit radial außen abstehenden zweiten Zähnen 7, 7b und einen im Betrieb um eine radial zur zweiten Innenachse 3 versetzte zweite Außenachse 5, 5b rotierenden zweiten Außenrotor 6, 6b mit radial innen offenen zweiten Zahnlücken 8, 8b auf. Dabei greifen im Betrieb die zweiten Zähne 7, 7b des zweiten Innenrotors 4, 4b in die zweiten Zahnlücken 8, 8b des zweiten Außenrotors 6, 6a.
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Wie den 1 bis 3 entnommen werden kann, weist die Gerotoreinrichtung 1 einen im Betrieb um eine Rotorachse 9 rotierenden Rotorkörper 10 auf, welcher radial offene Zahnlücken 8, 8a der ersten Gerotorstufe 2, 2a und radial nach außen abstehende Zähne 7, 7b der zweiten Gerotorstufe 2, 2b aufweist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen bildet der Rotorkörper 10 den Innenrotor 4, 4a der ersten Gerotorstufe 2, 2a und den Außenrotor 6, 6b der zweiten Gerotorstufe 2, 2b. Somit weist der Rotorkörper 10 also die die radial innen offenen ersten Zahnlücken 8, 8a der der ersten Gerotorstufe 2, 2 a und die radial außen abstehenden zweiten Zähne 8, 8b der zweiten Gerotorstufe 2, 2b auf.
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Die vorliegend angegebenen Richtung „radial“ bezieht sich auf die jeweils zugehörige Achse 3, 5, 9. Dabei verlaufen die Achsen 3, 5, 9 parallel. Die vorliegend angegebene Richtung „axial“ bezieht sich auf die jeweils zugehörige Achse 3, 5, 9, wobei axial parallel bzw. koaxial zu der Achse verläuft.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Rotorkörper 10 einteilig und monolithisch ausgebildet. Dabei handelt es sich bei dem Rotorkörper 10 beispielsweise um ein Sinterbauteil 11. Der Rotorkörper 10 ist also beispielsweise durch Sintern hergestellt.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen bildet die Rotorachse 9 des Rotorkörpers 10 die Außenachse 5, 5a der ersten Gerotorstufe 2, 2a und die Innenachse 3, 3b der zweiten Gerotorstufe 2, 2b. Die Rotorachse 9 des Rotorkörpers 10 ist also derart angeordnet, dass ein paralleler Betrieb beider Getriebestufen 2 ermöglicht ist. Wie den 1 bis 3 entnommen werden kann, ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen der Außenrotor 6, 6b der zweiten Gerotorstufe 2, 2b den Rotorkörper 10 umschließend angeordnet. Das heißt, dass der Außenrotor 6, 6b der zweiten Gerotorstufe 2, 2b den Rotorkörper 10 radial außen umschließt. Die erste Gerotorstufe 2, 2a ist somit eine radial innere Gerotorstufe 2, 2a und die zweite Gerotorstufe 2, 2b eine radial äußere Gerotorstufe 2, 2b der Gerotoreinrichtung 1.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Gerotoreinrichtung 1 ein lediglich in den 3 und 5 gezeigtes Gehäuse 15 auf, in welchem in die Gerotorstufen 2 aufgenommen sind. Das Gehäuse 15 weist einen Gehäusetopf 17 mit einem radial verlaufenden Topfboden 18 und einen den Gehäusetopf 17 verschießenden und dem Topfboden 18 axial gegenüberliegenden Gehäusedeckel 19 auf.
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Wie den 2 bis 5 entnommen werden kann, sind die Zahnlücken 8 der Gerotorstufen 2 und somit die Gerotorstufen 2 fluidisch gegeneinander und zur Umgebung abgedichtet. Auf diese Weise werden interne Leckagen der Gerotoreinrichtung 1 vermieden oder zumindest reduziert. Zudem wird auf diese Weise vermieden, dass die auf einem niedrigeren Druckniveau betriebene Gerotorstufe 2, insbesondere die Zahnlücken 8 der mit dem niedrigeren Druckniveau betriebenen Gerotorstufe 2, aus der Umgebung Luft ansaugt oder ein solches Ansaugen zumindest reduziert.
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In den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen weist der Rotorkörper zum Abdichten der Zahnlücken 8 an zumindest einer axialen Stirnseite 14 eine radial offene und umlaufende Nut 14 auf, wobei die Nut 14 in 1 lediglich angedeutet ist.
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In dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Rotorkörper 10 an einer axialen Stirnseite 14 eine radial offene und umlaufende Nut 14 auf, welche zum Abdichten der Zahnlücken 8 mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit Öl, gefüllt ist.
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Beim in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Rotorkörper 10 an zumindest einer axialen Stirnseite 13 eine radial offene und umlaufende Nut 14. Zudem weist das Gehäuse 15 für die jeweilige zumindest eine Nut 14 eine axial abstehende und umlaufende Rippe 16 auf, welche zum Abdichten der Zahnlücken 8 in die zugehörige Nut 14 greift. Die Nut 14 und die zugehörige Rippe 16 wirken dabei in der Art einer Labyrinthdichtung zusammen. In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Rotorkörper 10 dabei an der jeweiligen Stirnseite 13 eine Nut 14 und das Gehäuse 15 für die jeweilige Nut 14 eine zugehörige Rippe 16 auf. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Rotorkörper 10 dabei eine dem Topfboden 18 axial gegenüberliegende erste Stirnseite 13, 13a mit einer ersten Nut 14, 14a und der Gehäusetopf 17 eine vom Topfboden 18 axial abstehende erste Rippe 16, 16a auf, welche in die erste Nut 14, 14a greift. Zudem weist der Rotorkörper 10 eine dem Gehäusedeckel 19 axial gegenüberliegende zweite Stirnseite 13, 13b mit einer zweiten Nut 14, 14b und der Gehäusedeckel 19 eine axial abstehende zweite Rippe 16, 16b auf, welche in die zweite Nut 14, 14b greift.
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In den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Zähne 7, 7a und die Zahnlücken 8, 8a des Rotorkörpers 10 auf der gleichen axialen Höhe angeordnet. Wie insbesondere 2 entnommen werden kann, schließen ferner bei diesen Ausführungsbeispielen der erste Innenrotor 4, 4a, der Rotorkörper 10 sowie der zweite Außenrotor 6, 6b axial gleich ab, liegen also axial in einer radialen Ebene. Somit ist ein kompakter Aufbau der Gerotoreinrichtung 1 erreicht.
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Das in den 4 und 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen dadurch, dass der Rotorkörper 10 an zumindest einer der axialen Stirnseiten 13 axial gestuft ausgebildet ist. Der Rotorkörper 10 weist also an der Stirnseite 13 zumindest zwei radial zueinander versetzte Stufen 12 auf, die axial ineinander übergehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Rotorkörper 10 zwei solche Stufen 12, nämlich eine radial innere Stufe 12, 12a und eine radial äußere Stufe 12, 12b auf. Dabei überragt die radial innere Stufe 12, 12a die radial äußere Stufe 12, 12b des Rotorkörpers 10 sowie den Außenrotor 6, 6b der zweiten Gerotorstufe 2, 2b axial. Demgegenüber schließt die radial innere Stufe 12, 12a axial stirnseitig mit dem Außenrotor 6, 6b der zweiten Gerotorstufe 2, 2b ab. Somit weist der Rotorkörper 10 an der gestuften Stirnseite 13 einen axial abstehenden und zylinderförmigen Abschnitt 20 auf, welcher nachfolgend auch als Zylinderabschnitt 20 bezeichnet wird. Der Zylinderabschnitt 20 überragt die zweite Gerotorstufe 2, 2b axial. Zudem sind im Zylinderabschnitt 20 die Zahnlücken 8 zumindest teilweise ausgebildet, weist, dass sich die Zahnlücken 8 in den Zylinderabschnitt 20 hinein erstrecken. In den gezeigten Ausführungsbeispielen erstrecken sich also die ersten Zahnlücken 8, 8a in den Zylinderabschnitt 20 hinein. Zum Abdichten der Zähne 8 weist des Gehäuse 15, wie lediglich in 5 und vereinfacht dargestellt, für den jeweiligen Zylinderabschnitt 20 eine zugehörige Aufnahme 21 auf, in welcher der Zylinderabschnitt 20 zum Abdichten der Zahnlücken 8 axial greift. Der Zylinderabschnitt 20 ist dabei in der zugehörigen Aufnahme 21 abgedichtet. Zudem kann der Zylinderabschnitt 20 und somit der Rotorkörper 10 über den Zylinderabschnitt 20 in der zugehörigen Aufnahme 21 gelagert sein.
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Wie 5 entnommen werden kann, weist der Rotorkörper 10 im gezeigten Ausführungsbeispiel an der jeweiligen Stirnseite 13 einen solchen Zylinderabschnitt 20 auf. Somit weist der Rotorkörper 10 einen axial in Richtung des Topfbodens 18 abstehenden erste Zylinderabschnitt 20, 20a und der Gehäusetopf 17 eine axial nach innen gerichtete erste Aufnahme 21, 21 a auf, in welcher der Zylinderabschnitt 20, 20a axial greift. Zudem weist der Rotorkörper 10 einen axial in Richtung des Gehäusedeckels 19 abstehenden zweiten Zylinderabschnitt 20, 20b und der Gehäusedeckel 19 eine axial nach innen gerichtete zweite Aufnahme 21, 21b auf, in welcher der zweite Zylinderabschnitt 20, 20b axial greift.
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Das in den 4 und 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ferner dadurch, dass die Zahnlücken 8, 8b des Rotorkörpers 10 die Zähne 7, 7a des Rotorkörpers 10 axial überragen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ragen die Zähne 7, 7a des Rotorkörpers 10 axial aus dem zweiten Außenrotor 6,6 b. Ferner ragen die ersten Zähne 7, 7a axial aus dem zweiten Außenrotor 6, 6b. Die ersten Zähne 7, 7a und die ersten Zahnlücken 8, 8a können somit eine axial größere Erstreckung aufweisen als die zweiten Zähne 7, 7b und die zweiten Zahnlücken 8, 8b. Somit ist es beispielsweise möglich, mit der ersten Gerotorstufe 2, 2a größere Momente zu übertragen als mit der zweiten Gerotorstufe 2, 2b.
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Die Pumpeneinrichtung 100 weist, wie 2 entnommen werden kann und in den 6 und 7 angedeutet ist, eine Kavität 102 auf, in welcher die Gerotoreinrichtung 1 angeordnet ist und im Betrieb zumindest eine Flüssigkeit fördert und somit pumpt. Somit führt ein in den 6 und 7 mit Pfeilen angedeuteter Strömungspfad 103 der zumindest einen Flüssigkeit durch die Kavität 102.
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Entsprechend 6 kann mit der Gerotoreinrichtung 1 eine einzige Flüssigkeit mittels den Gerotorstufen 2 gestuft gefördert und somit gepumpt werden. Dabei führt also ein Strömungspfad 103 durch die Kavität 22. Entsprechend 7 ist es auch möglich, mit der Gerotoreinrichtung 1 zwei Flüssigkeiten oder die gleiche Flüssigkeit in zwei getrennten Kreisläufen zu fördern. Insbesondere kann die Flüssigkeiten dabei in den Kreisläufen mit unterschiedlichen Drücken oder Volumenströmen gefördert werden. Dabei ist also für die jeweilige Flüssigkeit eine Gerotorstufe 2 vorgesehen. Dementsprechend führt ein erster Strömungspfad 103,103 a und ein zweiter Strömungspfad 103, 103b durch die Kavität 102.
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Die Pumpeneinrichtung 100 kann entsprechend 6 in einem Kraftfahrzeug 200 zum Einsatz kommen. Im Kraftfahrzeug 200 kann die Pumpeneinrichtung 100 beispielsweise ein Getriebe 201 mit Öl und/oder Schmiermittel als Flüssigkeit versorgen, dem Getriebe also Öl und/oder Schmiermittel zuführen. Bei der Pumpeneinrichtung 100 kann es sich also insbesondere um eine Ölpumpe 104 handeln.
