EP2851566A2 - Innenzahnradpumpe und Hydraulikkreis für Kraftfahrzeugantriebsstrang - Google Patents

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EP2851566A2
EP2851566A2 EP20140182191 EP14182191A EP2851566A2 EP 2851566 A2 EP2851566 A2 EP 2851566A2 EP 20140182191 EP20140182191 EP 20140182191 EP 14182191 A EP14182191 A EP 14182191A EP 2851566 A2 EP2851566 A2 EP 2851566A2
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EP
European Patent Office
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fluid port
internal gear
hydraulic circuit
gear pump
housing
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EP2851566B1 (de
EP2851566A3 (de
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Mark Schweiher
Thomas Hoffmeister
Sven Schuster
Holger Berg
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Magna PT BV and Co KG
Original Assignee
Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
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    • F04C2/086—Carter

Definitions

  • the present invention relates to an internal gear pump, in particular for a hydraulic circuit of a motor vehicle drive train, having a housing which has a first fluid port and a second fluid port, with an inner rotor which is rotatably mounted in the housing about an inner rotor axis and has an outer toothing, and with a An outer rotor which is rotatable in the housing about an outer rotor axis and has an internal toothing, which is in order to achieve a pumping action with the outer toothing of the inner rotor in engagement.
  • the present invention relates to a hydraulic circuit, in particular for a motor vehicle drive train, with such an internal gear pump.
  • Gear pumps generally distinguish between external gear pumps, internal gear pumps and gerotor pumps.
  • the term of the internal gear pump is intended herein to include the term of the ring gear pump.
  • an inner rotor and an outer rotor are eccentric to each other.
  • the internal toothing usually has exactly one more tooth than the external toothing.
  • the number of teeth of the internal teeth is significantly larger than those of the external teeth, wherein the teeth are sealed by a sickle.
  • Such pumps are well known. In hydraulic circuits of motor vehicle drive trains, such pumps can be driven electrically, by means of an electric motor which, for example, drives the inner rotor. The pumps are used, for example, to generate a working pressure for a hydraulic actuator. Another use is the supply of clutch and transmission components with lubricating and / or cooling oil.
  • Such components can each be regarded as hydraulic consumers.
  • a hydraulic consumer for lubrication and / or cooling of a dual-clutch transmission can be used, whereas another hydraulic consumer is formed by a cooling circuit of a drive motor, which may be formed, for example in the form of an electric machine for providing drive power to the motor vehicle.
  • Another way to supply two hydraulic consumers by means of a pump is to make the pump bidirectional. Depending on the direction of rotation then one of the two fluid ports of the pump is a pressure port, and the other is then a suction port. Since, in this case too, fluid generally has to be delivered from a sump, it is then necessary via an elaborate non-return valve arrangement, which includes, for example, four non-return valves, to draw in fluid from the fluid sump in each rotational direction and release it via the respective pressure port ,
  • the internal gear pump mentioned above further comprises a ring member which is movably mounted in the housing and is pivotable between a first position and a second position, wherein on the housing at least a third fluid port is formed, wherein the third fluid port is arranged with respect to the ring member so that the third fluid port in the first position of the ring member is connected to the second fluid port and in the second position of the ring member is separated from the second fluid port.
  • gerotor pumps gerotor pumps
  • the present application relates to gerotor pumps.
  • the inner rotor axis and the outer rotor axis are offset eccentrically.
  • the inner rotor (or the outer rotor) is driven, preferably by means of an electric motor, which is directly associated with the pump and therefore does not serve to provide drive power for a motor vehicle.
  • the first fluid port can be connected to a tank or a reservoir for hydraulic fluid, for example.
  • the second fluid connection can be designed, for example, as a pressure connection.
  • the outer rotor In the field of gerotor pumps, it is known to mount the outer rotor in a ring element, which is pivotable or rotatable in the housing between two positions.
  • the ring element is designed as an offset ring or deflection ring. Due to the rotatability or pivoting of the ring element within the housing, the outer rotor axis can be offset, which generally changes the conveying direction of the pump.
  • the offset ring is designed so that it changes its rotational position in dependence on the drive direction of the driven rotor element. In this way, a constant conveying direction can be achieved with changing direction of rotation of the driven rotor element.
  • a similar type of internal gear pump is from the document EP 0 330 315 B1 known.
  • a ring element within which an outer rotor is rotatably mounted, mounted between two positions pivotally within a housing cavity, namely about an eccentric to a central axis of rotation arranged around pin.
  • At least one fourth fluid port is formed on the housing, the fourth fluid port being arranged with respect to the ring element such that the fourth fluid port is connected to the second fluid port in the second position of the ring element and in the first Position of the ring element is separated from the second fluid port.
  • the ring element is pivoted within the housing about an axis which is eccentric to the inner rotor axis.
  • the ring element is mounted rotatably in the housing about a ring element axis between a first rotational position and a second rotational position and has a rotor receptacle for rotatably receiving the outer rotor, wherein the rotor receptacle is formed eccentrically to the ring element axis.
  • the ring element axis is preferably equal to the inner rotor axis.
  • the first fluid port is designed as a suction port independently of the direction of rotation of the inner rotor and if the second fluid port is designed as a pressure port independently of the direction of rotation of the inner rotor.
  • the third fluid port and / or the fourth fluid port is connected to a consumer section of the hydraulic circuit.
  • a hydraulic consumer section can be constantly supplied with pressurized hydraulic fluid via the second fluid connection. Furthermore, a hydraulic consumer connected to the third fluid connection can be supplied with pressurized hydraulic fluid as a function of the direction of rotation of the driven ring element. If appropriate, a further hydraulic consumer section can be supplied as a function of the direction of rotation via the fourth fluid connection.
  • the hydraulic circuit includes a valve which is connected to the first or the second fluid port of the internal gear pump, wherein the valve is actuated in dependence on the position of the ring element or in dependence on a direction of rotation of the inner rotor.
  • valve can be arranged in spatial proximity to the pump and / or within a drive train housing, and that the valve is preferably not to be operated via a control line from a central control device. Consequently, a demand-based switching of a volume flow of hydraulic fluid with a minimum number of components can be realized, and this with a small footprint and low component and assembly costs.
  • valve is operable by means of a directly or indirectly acting actuator, wherein the actuating device is connected to the third fluid port and / or to the fourth fluid port.
  • valve is biased to an actuating position by means of a spring, it is sufficient if the actuating device is connected to one of the third and fourth fluid connection.
  • the valve may be provided with actuators acting in opposite directions, one actuator connected to the third fluid port and the other actuated to the fourth fluid port.
  • the valve is operable by means of an electric actuator, wherein the internal gear pump is associated with a rotational position sensor arrangement which detects the rotational position of the ring member and outputs a rotational position signal, and wherein the electrical actuator is driven based on the rotational position signal.
  • valve can be actuated by means disposed in close proximity to the internal gear pump.
  • the rotational position sensor arrangement can be connected to a switch, for example a switch relay.
  • the rotational position sensor assembly includes an amplifier for driving the electrical actuator based on such amplified signal.
  • the valve is actuated by means of an electrical actuator, wherein the hydraulic circuit comprises an electric motor which drives the inner rotor, wherein the motor is associated with a direction of rotation sensor arrangement which detects the direction of rotation of the motor and outputs a direction of rotation signal, and the electric actuator is driven based on the direction of rotation signal.
  • the switching of the volume flow can be achieved by means which are arranged in close spatial association with the internal gear pump.
  • the direction of rotation sensor assembly is configured to detect the direction of rotation of the motor based on a commutation order of electrical connection phases of the motor.
  • the direction of rotation sensor arrangement is adapted to detect the direction of rotation of the motor on the basis of signals from a position encoder system of the motor.
  • the internal gear pump can deliver a conveyed volume flow into two different branches of a hydraulic circuit, depending on the direction of rotation of the pump or of the pump driving the motor (in particular electric motor). In order to switch over the delivery flow, no separate element and / or separate activation (current output at a central control device) is preferably required in this case.
  • a demand-based switching of the volume flow is preferably realized with a minimum number of components, thereby reduced space requirements and low component and assembly costs.
  • the internal gear pump is preferably an internal gear pump without a sickle (e.g., gerotor pump) in which the outer rotor does not run directly in the housing but in a reversing ring that assumes two different angular positions (rotational positions) depending on the rotational direction of the pump drive.
  • a pump can change the conveying direction with the same direction of rotation, or can maintain the conveying direction despite reversing the direction of rotation.
  • such a reversing ring is preferably used, directly or indirectly, as a slide member to conduct the delivered volume flow of the hydraulic fluid differently.
  • the volumetric flow can be supplied to a part of the housing which is only partially covered by the reversing ring, while a half-ring channel located around the reversing ring releases one channel opening in each case.
  • the pump delivery volume flow can be supplied to two spatially separated sections, of which in each operating direction of rotation then a completely reversing ring acting as a control slide is closed.
  • only a control volume flow can be switched with the reversing ring, which then reverses a hydraulically actuated valve spool.
  • a rotational position sensor which detects the respective rotational position of the ring element (reversing ring)
  • an electrical switching valve can be controlled via such a sensor. Even with this control variant then no separate output of a central control device for the changeover valve is necessary.
  • Such a sensor can react passively to a magnetic field, it can react as a magnetically biased active magnetic field sensor on the presence of the reversing ring. In principle, capacitive, resistive or optical sensor systems are also conceivable.
  • a simple mechanical design which represents a simple switching of a preferably continuously variable by the electric motor volume flow on two paths with a few components in a small space. Since no switching output for a solenoid valve has to be provided in a central control unit (transmission control unit), it is possible to switch over the delivered volume flow without changing a transmission control hardware. Such a valve can be placed almost anywhere and at a position remote from the pump in the gearbox. This mitigates the critical space / packaging situation in the area of the pumps.
  • an electrical circuit used for this purpose may be part of a transmission control unit, part of the electric motor, part of the switching valve or part of the electrical wiring harness, for example, the electric motor with drive signals and Energy supplied.
  • the internal gear pump 10 includes a housing 12 with a schematically indicated inner rotor 14 and a schematically indicated outer rotor 16.
  • the internal gear pump 10 is preferably designed as a toothed ring pump or gerotor pump, so that not shown internal teeth of the outer rotor 16 has a tooth more than that External toothing of the inner rotor 14. A pumping action is realized by engagement of the teeth.
  • the inner rotor 14 is driven, in particular by means of an electric motor.
  • a ring member 20 is mounted in the manner of a reversing ring.
  • the ring element 20 is pivotable concentrically to an axis of the inner rotor 14 between two rotational positions, one of which in Fig. 1 shown at DP1.
  • the ring member 20 also has a not closer designated outer rotor receptacle, which is formed eccentrically with respect to the inner rotor axis.
  • a first fluid port 22 is formed, which is preferably formed as a suction port and connected to a tank 23. Furthermore, the housing 12 has a second fluid connection 24, which is preferably designed as a pressure connection.
  • the internal gear pump 10 is driven with a first rotational direction DR1.
  • the pressure level at the first fluid port 22 is designated P L.
  • the pressure level at the second fluid port 24 is designated P H , where P H > P L.
  • a third fluid port 26 of the housing 12 is connected to the second fluid port 24, so that there is also a pressure level P H there.
  • the housing 12 has a fourth fluid port 28, which is not connected to the second fluid port 24 in the illustrated rotational position DP1 of the ring element 20, so that there is a pressure level P L , but not necessarily equal to the pressure level P L in the first Fluid connection 22 must be.
  • Fig. 2 shows the internal gear 10 of the Fig. 1 wherein the ring member 20 is in the second rotational position DP2. Further, the inner rotor 14 is driven in an opposite rotational direction DR2. In this case, there is still a pressure level P L at the first fluid connection 22 and a pressure level P H at the second fluid connection 24.
  • the third fluid connection 26 is separated via the ring element 20 from the second fluid connection 24, so that there prevails a pressure level P L.
  • a fourth fluid connection 28 is provided, it is preferably connected in the second rotational position DP2 of the ring element 20 to the second fluid connection 24, so that there prevails a pressure level P H.
  • an inner rotor 14 is rotatably supported via an inner rotor axis 32.
  • the ring element 20 has a rotor receptacle 34, which is formed eccentrically with respect to the inner rotor axis 32.
  • the outer rotor 16 is received within the rotor seat 34 and rotatably supported therein.
  • the outer rotor axis 36 is arranged eccentrically with respect to the inner rotor axis 32 due to the eccentricity of the rotor receptacle 34.
  • first rotational position DP1 of the ring member 20 forms between an outer peripheral portion of the ring member 20 and an inner peripheral portion of the housing 12, within which the ring member 20 is rotatably mounted, an annular space 38 which extends in the present case over an angular range of about 180 °.
  • Fig. 3 is further shown that the internal gear pump 10 in a conventional manner, a suction kidney 40, which is connected to the first fluid port 22. Furthermore, the fluid pump 10 'of the Fig. 3 a pressure kidney 42, which is connected in a conventional manner with the second fluid port 24.
  • housing 12 In the housing 12 is also a schematically illustrated first connection 44 between the pressure kidney 42 and the in Fig. 3 shown annular space 38 shown, wherein the annular space 38 in Fig. 3 designated 38-1 and in the present case is connected to the third fluid port 26.
  • the internal gear pump 10 'further includes a second connection 46 between the pressure kidney 42 and another inner peripheral portion of the housing 12, which is presently covered by the ring member 20.
  • the ring member 20 thus acts as a spool, the second fluid port 24 in the in Fig. 3 shown first rotational position DP1 connects to the third fluid port 26.
  • Fig. 4 shows the internal gear pump 10 'of Fig. 3 wherein the ring member 20 is in the second rotational position DP2.
  • the ring element 20 now covers the first connection 44, whereas the pressure kidney 42 is connected via the second connection 46 to the now designated 38-2 'annulus and thus to the fourth fluid port 28th
  • connections 44, 46 shown are only of a schematic nature and are intended to indicate that, depending on the rotational position of the ring element 20, either the third fluid port 26 or the fourth fluid port 28 is connected to the second fluid port 24, so that the functionality is achieved the Fig. 1 and 2 is shown.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of an internal gear pump 10 ", with respect to the structure and operation of the general internal gear pump 10 'of the 3 and 4 equivalent.
  • the same elements are therefore identified by the same reference numerals. The following section essentially explains the differences.
  • the housing 12 of the internal gear 10 "a stop 50, by means of which the ring member 20 in the respective rotational positions DP1, DP2 (in Fig. 5 DP1 shown) can be held.
  • the stop 50 is presently formed for the sake of simplicity by a pin 52 which passes through a wall of the housing 12 and depending on the rotational position on a first shoulder 54 or on a second shoulder 56 of the ring member 20 engages.
  • the shoulders 54, 56 enclose the annular space 38 in the circumferential direction between them.
  • the third fluid port 26 and the fourth fluid port 28 may be formed on a common outer surface of the housing 12, preferably on an outer surface on which the second fluid port 24 is formed.
  • the first fluid port 22 is formed on the axially opposite side and in Fig. 5 indicated only schematically.
  • the ring element 20 is not formed as a reverse ring but only as a control slide. Consequently, in the one direction of rotation DR1, the first fluid port 22 is designed as a suction port and the second fluid port 24 as a pressure port, whereas in the second rotational direction DR2 (FIG. Fig. 7 ), the second fluid port 24 is formed as a suction port and the first fluid port 22 as a pressure port.
  • the third fluid port 26 is connected to the second fluid port 24 in the first rotational position DP1 of the ring element 20, whereas in the second rotational position DP2 the fourth fluid port 28 is connected to the first fluid port 22 which now acts as a pressure port. Since the ring element 20 acts only as a spool and not as a reversing ring in this embodiment, however, it is freely selectable within wide limits with which fluid connection the third and the fourth fluid port 26, 28 are to be connected in the respective rotational positions DP1, DP2. Alternatively, in the constellation of Fig. 6 the third fluid port 26 may also be connected to the first fluid port 22, and the fourth fluid port 28 may be connected to the second fluid port 24, so that in Fig. 7 a correspondingly reversed fluid connection connection results.
  • Fig. 8 is shown in schematic form a drive train for a motor vehicle and generally designated 60.
  • the powertrain 60 includes a drive motor 62.
  • the drive motor 62 may be an internal combustion engine, but may also be an electric drive motor to provide drive power.
  • the powertrain 60 further includes a clutch assembly 64, which may be a single clutch or a dual clutch assembly.
  • powertrain 60 includes a transmission assembly 66, which may include a single stage or multi-stage transmission, and a non-shiftable or shiftable transmission. In the case of a shiftable transmission, the transmission assembly 66 may be a dual clutch transmission.
  • the drive train 60 includes a differential 68, by means of which drive power can be distributed to two driven wheels 70L, 70R of the motor vehicle.
  • the drive train 60 further includes a hydraulic circuit 74.
  • an internal gear pump 10 is provided, which is preferably of the Functionality is formed as one of the internal gear pumps 10, 10 ', 10 "of Fig. 1 to 5 ,
  • the internal gear pump 10 is driven by an electric motor 76, wherein the electric motor 76 can be driven in both directions, as in Fig. 8 is schematically indicated by a double arrow.
  • the second fluid port 24 and the third fluid port 26 and optionally a fourth fluid port 28 of the internal gear pump 10 may be directly connected to hydraulic consumer sections, as will be discussed below.
  • the hydraulic circuit 74 includes a valve 80, which in the present case is designed as a 3/2-way valve.
  • the valve 80 includes a first hydraulic actuator 82 to bring the valve 80 into a first switching position.
  • the valve 80 may include a return spring 84, which counteracts the first hydraulic actuator 82.
  • the first hydraulic actuator 82 may be connected to the third fluid port 26, for example.
  • valve 80 has a second hydraulic actuator 86.
  • the second hydraulic actuator 86 is preferably connected to the fourth fluid port 28.
  • An input of the valve 80 is connected to the second fluid port 24.
  • a first output of the valve 80 is connected to a first hydraulic consumer section 90, which may be associated with the clutch assembly 64, for example.
  • a second output of the valve 80 is presently connected to a second hydraulic consumer section 92, which may be associated with the gear arrangement 66 or the drive motor 62, for example.
  • a central control device 94 (transmission control unit) is provided, which controls the consumer sections 90, 92.
  • the third fluid port 26 may also be connected directly to a consumer section, as shown here by a third hydraulic consumer section 98.
  • second and / or fourth fluid connection 24 can also be connected directly to such a hydraulic consumer section.
  • the consumer sections are generally configured to supply fluid to certain components of the powertrain 60.
  • the consumer sections may each include actuator means to actuate certain components of the drive train 60, such as clutches of the clutch assembly 64 and / or clutches of the gear assembly 66. Further, the consumer sections may each alternatively or additionally be formed as a pure lubricating and / or cooling sections.
  • Fig. 9 to 11 show further embodiments of hydraulic circuits, with respect to the structure and operation generally the hydraulic circuit 74 of Fig. 8 can correspond.
  • the same elements are therefore identified by the same reference numerals.
  • the following section essentially explains the differences.
  • a valve 80 ' has an electrical actuator 102, the valve 80' being biased by a return spring 84.
  • the hydraulic circuit 74 'herein includes a rotational position sensor assembly 104 that includes a rotational position sensor 106 that can detect the rotational position DP of the ring member 20 of the pump 10, for example, in inductive, optical, capacitive, resistive, or other manners.
  • the rotational position sensor assembly 104 further includes a switch 108 which connects a voltage source 110 to the electrical actuator 102.
  • the switch 108 can be actuated via a signal of the rotational position sensor 106.
  • the rotational position sensor 106 may also be connected to an amplifier 112 in order to actuate the electrical actuating device 102 without a switch 108.
  • a direction of rotation sensor arrangement 116 which detects the direction of rotation of the pump 10 or of the electric motor 76.
  • the detection of the direction of rotation DR of the electric motor 76 takes place via a sensor 120 , which detects the commutation order of terminal phases 118 of the electric motor 76 and derives therefrom the direction of rotation, and a direction of rotation signal derived therefrom is amplified by an amplifier 112 and used to drive the electric actuator 102.
  • Fig. 11 shows a modification of the embodiment of the Fig. 10 in that a hydraulic circuit 74 "'has an electric motor 76, which contains a position encoder system 122, by means of which the rotational position and / or direction of rotation of the electric motor 76 can be detected.
  • the position sensor system 122 is connected to a sensor 124 which detects the direction of rotation DR and an amplifier 112 may include, via which the electrical actuator 102 can be controlled directly.

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  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Abstract

Innenzahnradpumpe (10), insbesondere für einen Hydraulikkreis (74) eines Kraftfahrzeugantriebsstranges (60), mit einem Gehäuse (12), das einen ersten Fluidanschluss (22) und einen zweiten Fluidanschluss (24) aufweist, einem Innenrotor (14), der in dem Gehäuse (12) um eine Innenrotorachse (32) drehbar gelagert ist und eine Außenverzahnung aufweist, und einem Außenrotor (16), der in dem Gehäuse (12) um einen Außenrotorachse (36) drehbar ist und eine Innenverzahnung aufweist, die zur Erzielung einer Pumpwirkung mit der Außenverzahnung des Innenrotors (14) in Eingriff steht. Dabei weist die Innenzahnradpumpe (10) ferner ein Ringelement (20) auf, das in dem Gehäuse (12) beweglich gelagert ist und zwischen einer ersten Position (DP1) und einer zweiten Position (DP2) verschwenkbar ist, wobei an dem Gehäuse (12) wenigstens ein dritter Fluidanschluss (26) ausgebildet ist, wobei der dritte Fluidanschluss (26) in Bezug auf das Ringelement (20) so angeordnet ist, dass der dritte Fluidanschluss (26) in der ersten Position (DP1) des Ringelementes (20) mit dem zweiten Fluidanschluss (24) verbunden ist und in der zweiten Position (DP2) von dem zweiten Fluidanschluss (24) getrennt ist (Fig. 1).

Description

    Innenzahnradpumpe und Hydraulikkreis für Kraftfahrzeugantriebsstrang
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe, insbesondere für einen Hydraulikkreis eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, mit einem Gehäuse, das einen ersten Fluidanschluss und einen zweiten Fluidanschluss aufweist, mit einem Innenrotor, der in dem Gehäuse um eine Innenrotorachse drehbar gelagert ist und eine Außenverzahnung aufweist, und mit einem Außenrotor, der in dem Gehäuse um eine Außenrotorachse drehbar ist und eine Innenverzahnung aufweist, die zur Erzielung einer Pumpwirkung mit der Außenverzahnung des Innenrotors in Eingriff steht.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Hydraulikkreis, insbesondere für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer derartigen Innenzahnradpumpe.
  • Für Hydraulikkreise von Kraftfahrzeugantriebssträngen ist es bekannt, Hydropumpen in Form von Zahnradpumpen zu verwenden. Bei den Zahnradpumpen unterscheidet man generell zwischen Außenzahnradpumpen, Innenzahnradpumpen und Zahnringpumpen. Der Begriff der Innenzahnradpumpe soll vorliegend den Begriff der Zahnringpumpe beinhalten. Bei beiden Pumpentypen laufen ein Innenrotor und ein Außenrotor exzentrisch zueinander. Bei einer Zahnringpumpe weist die Innenverzahnung in der Regel genau einen Zahn mehr auf als die Außenverzahnung. Bei sonstigen Innenzahnradpumpen ist die Zahnzahl der Innenverzahnung deutlich größer als jene der Außenverzahnung, wobei die Zähne durch eine Sichel abgedichtet werden.
  • Derartige Pumpen sind allgemein bekannt. In Hydraulikkreisen von Kraftfahrzeugantriebssträngen können solche Pumpen elektrisch angetrieben werden, und zwar mittels eines Elektromotors, der beispielsweise den Innenrotor antreibt. Die Pumpen werden dabei beispielsweise zur Erzeugung eines Arbeitsdruckes für eine hydraulische Aktuatorik verwendet. Eine weitere Verwendung liegt in der Versorgung von Kupplungs- und Getriebekomponenten mit Schmier- und/oder Kühlöl.
  • In vielen Anwendungen gibt es mehrere zu versorgende Komponenten, die betriebs- oder strategieabhängig mit spezifischen Ölvolumenströmen versorgt werden sollen. Derartige Komponenten können jeweils als hydraulische Verbraucher angesehen werden. Beispielsweise kann ein hydraulischer Verbraucher zur Schmierung und/oder Kühlung eines Doppelkupplungsgetriebes verwendet werden, wohingegen ein anderer hydraulischer Verbraucher durch einen Kühlkreis eines Antriebsmotors gebildet ist, der beispielsweise in Form einer elektrischen Maschine zur Bereitstellung von Antriebsleistung für das Kraftfahrzeug ausgebildet sein kann.
  • Um einen Volumenstrom von Hydraulikfluid, der von einer solchen Pumpe bereitgestellt wird, auf zwei oder mehr derartige hydraulische Verbraucher zu verteilen, ist es bekannt, einen Druckausgang einer solchen Pumpe mit einem Ventil zu verbinden, insbesondere einem Wegeventil. Dieses Wegeventil wird dann in der Regel mittels einer übergeordneten Steuereinheit angesteuert. Bei einer Realisierung dieser Variante ist es problematisch, dass zur elektrischen Betätigung des Ventils Leitungen von einer zentralen Steuerung, die häufig außerhalb eines Getriebe- oder Kupplungsgehäuses angeordnet ist, hin zu einem Bereich der Pumpe verlegt werden müssen, die in der Regel im Inneren des Gehäuses angeordnet ist.
  • Eine weitere Möglichkeit, zwei hydraulische Verbraucher mittels einer Pumpe zu versorgen, besteht darin, die Pumpe bidirektional auszubilden. Je nach Drehrichtung ist dann einer der zwei Fluidanschlüsse der Pumpe ein Druckanschluss, und der andere ist dann jeweils ein Sauganschluss. Da auch hierbei in der Regel Fluid aus einem Sumpf gefördert werden muss, ist dann über eine aufwändige Rückschlagventil-Anordnung, die beispielsweise vier Rückschlagventile beinhaltet, dafür zu sorgen, dass in jeder Drehrichtung Fluid aus dem Fluidsumpf angesaugt wird und über den jeweiligen Druckanschluss abgegeben wird.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Innenzahnradpumpe sowie einen verbesserten Hydraulikkreis anzugeben, wobei insbesondere mehr als ein hydraulischer Verbraucher mittels nur einer solchen Pumpe mit Fluid versorgt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Innenzahnradpumpe dadurch gelöst, dass diese ferner ein Ringelement aufweist, das in dem Gehäuse beweglich gelagert ist und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschwenkbar ist, wobei an dem Gehäuse wenigstens ein dritter Fluidanschluss ausgebildet ist, wobei der dritte Fluidanschluss in Bezug auf das Ringelement so angeordnet ist, dass der dritte Fluidanschluss in der ersten Position des Ringelementes mit dem zweiten Fluidanschluss verbunden ist und in der zweiten Position des Ringelementes von dem zweiten Fluidanschluss getrennt ist.
  • Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch einen Hydraulikkreis mit einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe oder mit einer eingangs genannten Innenzahnradpumpe.
  • Der Begriff der Innenzahnradpumpe soll vorliegend sowohl Innenzahnradpumpen als auch Zahnringpumpen (= Gerotor-Pumpen) beinhalten. Insbesondere betrifft die vorliegende Anmeldung Zahnringpumpen.
  • In jedem Fall sind die Innenrotorachse und die Außenrotorachse exzentrisch versetzt. Der Innenrotor (oder der Außenrotor) wird angetrieben, und zwar vorzugsweise mittels eines elektrischen Motors, der der Pumpe unmittelbar zugeordnet ist und folglich nicht zum Bereitstellen von Antriebsleistung für ein Kraftfahrzeug dient.
  • Der erste Fluidanschluss kann beispielsweise mit einem Tank bzw. einem Reservoir für Hydraulikfluid verbunden sein. Der zweite Fluidanschluss kann beispielsweise als Druckanschluss ausgebildet sein.
  • Auf dem Gebiet der Gerotor-Pumpen ist es bekannt, den Außenrotor in einem Ringelement zu lagern, das in dem Gehäuse zwischen zwei Positionen verschwenkbar bzw. verdrehbar ist. Eine derartige Rotorpumpe ist beispielsweise bekannt aus dem Dokument DE 10 2011 122 642 A1 (= US-B-8,444,401 ). Hierbei ist das Ringelement als Offset-Ring bzw. Umlenkring ausgebildet. Durch die Verdrehbarkeit bzw. Verschwenkbarkeit des Ringelementes innerhalb des Gehäuses kann die Außenrotorachse versetzt werden, wodurch sich generell die Förderrichtung der Pumpe ändert. Der Offset-Ring ist dabei so ausgebildet, dass er in Abhängigkeit von der Antriebsrichtung des angetriebenen Rotorelementes seine Drehposition ändert. Hierdurch kann eine gleichbleibende Förderrichtung bei wechselnder Drehrichtung des angetriebenen Rotorelementes erzielt werden.
  • Eine ähnliche Art von Innenzahnradpumpe ist aus dem Dokument EP 0 330 315 B1 bekannt. Hierbei ist ein derartiges Ringelement, innerhalb dessen ein Außenrotor drehbar gelagert ist, zwischen zwei Positionen verschwenkbar innerhalb eines Gehäusehohlraumes gelagert, und zwar um einen exzentrisch zu einer zentralen Drehachse herum angeordneten Stift.
  • Während es aus dem Stand der Technik generell bekannt ist, in eine solche Innenzahnradpumpe ein Ringelement zu integrieren, wird mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dieses Ringelement als eine Art Ventilschieber zu verwenden, der in einer Position einen weiteren Fluidanschluss mit dem zweiten Fluidanschluss verbindet, und in einer zweiten Position des Ringelementes den dritten Fluidanschluss von dem zweiten Fluidanschluss trennt.
  • Bei dieser Ausführungsform kann folglich durch wechselnde Drehrichtung der Innenzahnradpumpe eingestellt werden, ob beispielsweise nur der zweite Fluidanschluss als Druckanschluss ausgebildet wird, oder sowohl der zweite als auch der dritte Fluidanschluss.
  • Dies führt zu einer höheren Versatilität der Innenzahnradpumpe, so dass der Hydraulikkreis mit wenigen und einfachen Komponenten realisiert werden kann.
  • Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Innenzahnradpumpe ist an dem Gehäuse wenigstens ein vierter Fluidanschluss ausgebildet, wobei der vierte Fluidanschluss in Bezug auf das Ringelement so angeordnet ist, dass der vierte Fluidanschluss in der zweiten Position des Ringelementes mit dem zweiten Fluidanschluss verbunden ist und in der ersten Position des Ringelementes von dem zweiten Fluidanschluss getrennt ist.
  • Bei dieser Variante ist folglich vorgesehen, dass je nach Position des Ringelementes entweder der dritte oder der vierte Fluidanschluss mit dem zweiten Fluidanschluss verbunden ist. Hierdurch kann die Innenzahnradpumpe vielseitig in einem Hydraulikkreis verwendet werden.
  • Generell ist es denkbar, dass das Ringelement innerhalb des Gehäuses um eine zu der Innenrotorachse exzentrische Achse verschwenkt wird.
  • Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn das Ringelement in dem Gehäuse um eine Ringelementachse drehbar zwischen einer ersten Drehposition und einer zweiten Drehposition gelagert ist und eine Rotoraufnahme zur drehbaren Aufnahme des Außenrotors aufweist, wobei die Rotoraufnahme exzentrisch zu der Ringelementachse ausgebildet ist.
  • Dabei ist die Ringelementachse vorzugsweise gleich der Innenrotorachse.
  • Ferner ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der erste Fluidanschluss unabhängig von der Drehrichtung des Innenrotors als Sauganschluss ausgebildet ist und wenn der zweite Fluidanschluss unabhängig von der Drehrichtung des Innenrotors als Druckanschluss ausgebildet ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Hydraulikkreis ist es in einer Variante von Vorzug, wenn der dritte Fluidanschluss und/oder der vierte Fluidanschluss mit einem Verbraucherabschnitt des Hydraulikkreises verbunden ist.
  • Durch diese Maßnahme kann beispielsweise in einer Variante über den zweiten Fluidanschluss ein hydraulischer Verbraucherabschnitt ständig mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid versorgt werden. Ferner kann ein mit dem dritten Fluidanschluss verbundener hydraulischer Verbraucher in Abhängigkeit von der Drehrichtung des angetriebenen Ringelementes mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid versorgt werden. Gegebenenfalls kann ein weiterer hydraulischer Verbraucherabschnitt in Abhängigkeit von der Drehrichtung über den vierten Fluidanschluss versorgt werden.
  • In einer weiteren Variante beinhaltet der Hydraulikkreis ein Ventil, das mit dem ersten oder mit dem zweiten Fluidanschluss der Innenzahnradpumpe verbunden ist, wobei das Ventil in Abhängigkeit von der Position des Ringelementes oder in Abhängigkeit von einer Drehrichtung des Innenrotors betätigbar ist.
  • Bei dieser Ausführungsform ist es von besonderem Vorteil, dass ein derartiges Ventil in räumlicher Nachbarschaft zu der Pumpe und/oder innerhalb eines Antriebsstranggehäuses angeordnet werden kann, und dass das Ventil vorzugsweise nicht über eine Steuerleitung von einer zentralen Steuereinrichtung zu betätigen ist. Demzufolge kann eine bedarfsgerechte Umschaltung eines Volumenstroms an Hydraulikfluid mit einer minimalen Anzahl an Komponenten realisiert werden, und dies bei geringem Platzbedarf und bei geringen Bauteile- und Montagekosten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil dabei mittels einer direkt oder indirekt wirkenden Betätigungseinrichtung betätigbar, wobei die Betätigungseinrichtung mit dem dritten Fluidanschluss und/oder mit dem vierten Fluidanschluss verbunden ist.
  • Sofern das Ventil in eine Betätigungsstellung mittels einer Feder vorgespannt ist, ist es hinreichend, wenn die Betätigungseinrichtung mit einem von drittem und viertem Fluidanschluss verbunden ist. Alternativ kann das Ventil mit in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Betätigungseinrichtungen ausgestattet sein, wobei die eine Betätigungseinrichtung mit dem dritten Fluidanschluss und die andere Betätigungseinrichtung mit dem vierten Fluidanschluss verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung betätigbar, wobei der Innenzahnradpumpe eine Drehpositions-Sensoranordnung zugeordnet ist, die die Drehposition des Ringelementes erfasst und ein Drehpositionssignal ausgibt, und wobei die elektrische Betätigungseinrichtung auf der Grundlage des Drehpositionssignals angesteuert wird.
  • Auch bei dieser Art von Hydraulikkreis kann das Ventil über Mittel betätigt werden, die in unmittelbarer Nähe bzw. Nachbarschaft zu der Innenzahnradpumpe angeordnet sind.
  • In einer Variante kann die Drehpositions-Sensoranordnung dabei mit einem Schalter, beispielsweise einem Schalter-Relais, verbunden sein. In einer Alternative beinhaltet die Drehpositions-Sensoranordnung einen Verstärker, um die elektrische Betätigungseinrichtung auf der Grundlage eines derart verstärkten Signals anzusteuern.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung betätigbar, wobei der Hydraulikkreis einen elektrischen Motor aufweist, der den Innenrotor antreibt, wobei dem Motor eine Drehrichtungs-Sensoranordnung zugeordnet ist, die die Drehrichtung des Motors erfasst und ein Drehrichtungssignal ausgibt, und wobei die elektrische Betätigungseinrichtung auf der Grundlage des Drehrichtungssignals angesteuert wird.
  • Auch hierbei kann die Umschaltung des Volumenstromes über Mittel erreicht werden, die in enger örtlicher Zuordnung zu der Innenzahnradpumpe angeordnet sind.
  • In einer Ausführungsform ist die Drehrichtungs-Sensoranordnung dazu ausgebildet, die Drehrichtung des Motors auf der Grundlage einer Kommutierungsreihenfolge von elektrischen Anschlussphasen des Motors zu erfassen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Drehrichtungs-Sensoranordnung dazu ausgebildet, die Drehrichtung des Motors auf der Grundlage von Signalen eines Lagegebersystems des Motors zu erfassen.
  • Insgesamt kann mit der vorliegenden Erfindung je nach Ausführungsform wenigstens einer der folgenden Vorteile erreicht werden.
  • Die Innenzahnradpumpe kann einen geförderten Volumenstrom in zwei verschiedene Zweige eines Hydraulikkreises fördern, je nach Drehrichtung der Pumpe bzw. des die Pumpe antreibenden Motors (insbesondere Elektromotor). Zum Umschalten des Förderstroms wird hierbei vorzugsweise kein gesondertes Element und/oder keine gesonderte Ansteuerung (Strom-Ausgang an einem zentralen Steuergerät) benötigt.
  • So ist es möglich, eine Umschaltung zu realisieren, ohne einen gesonderten Schaltkanal in einem zentralen elektrischen Steuergerät vorzusehen. Ferner ist es nicht notwendig, ein aufwändiges passives hydraulisches Umschaltsystem mit Rückschlagventilen und entsprechend großem Platzbedarf bereitzustellen.
  • Eine bedarfsgerechte Umschaltung des Volumenstroms ist vorzugsweise mit einer minimalen Anzahl an Komponenten realisierbar, bei dadurch geringerem Platzbedarf und bei geringen Bauteile- und Montagekosten.
  • Die Innenzahnradpumpe ist vorzugsweise eine Innenzahnradpumpe ohne Sichel (z.B. Gerotor-Pumpe), bei der der Außenrotor nicht direkt in dem Gehäuse läuft, sondern in einem Umkehrring, der je nach Drehrichtung des Pumpenantriebs zwei verschiedene Winkellagen (Drehpositionen) einnimmt. Der Umkehrring (Ringelement) stellt die notwendige Exzentrizität des Außenrotors gegenüber dem Innenrotor (= vorzugsweise der Elektromotor-Achse) dar, und wird bei einer Drehrichtungsänderung des Innenrotors vorzugsweise durch Fluid-Reibung über den Außenrotor mitgenommen, bis er vorzugsweise auf einen Anschlag trifft.
  • Die prinzipielle Funktionsweise eines Umkehrrings ist aus dem Stand der Technik bekannt, wie oben genannt, wobei eine Pumpe bei gleichbleibender Drehrichtung die Förderrichtung ändern kann, oder aber trotz Umkehrung der Drehrichtung die Förderrichtung beibehalten kann.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird ein solcher Umkehrring vorzugsweise direkt oder indirekt als Schieberelement benutzt, um den geförderten Volumenstrom des Hydraulikfluids verschieden zu leiten.
  • In einer Ausführungsform kann der Volumenstrom an einem Teil des Gehäuses zugeführt werden, der jeweils nur teilweise von dem Umkehrring verdeckt ist, während ein um den Umkehrring befindlicher Halbring-Kanal jeweils eine Kanalöffnung freigibt.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante kann der Pumpen-Fördervolumenstrom an zwei räumlich getrennten Abschnitten zugeführt werden, von denen bei jeder Betriebsdrehrichtung dann eine komplett von dem als Steuerschieber wirkenden Umkehrring verschlossen wird.
  • In einer Alternative kann mit dem Umkehrring auch nur ein Steuer-Volumenstrom geschaltet werden, der dann einen hydraulisch betätigten Ventilschieber umsteuert.
  • Sofern ein Drehpositions-Sensor vorgesehen wird, der die jeweilige Drehposition des Ringelements (Umkehrrings) erfasst, kann ein elektrisches Umschaltventil über einen derartigen Sensor angesteuert werden. Auch bei dieser Ansteuer-Variante ist dann kein gesonderter Ausgang eines zentralen Steuergerätes für das Umschaltventil notwendig. Ein derartiger Sensor kann dabei passiv auf ein Magnetfeld reagieren, er kann als magnetisch vorgespannter aktiver Magnetfeldsensor auf das Vorhandensein des Umkehrrings reagieren. Prinzipiell sind auch kapazitive, resistive oder optische Sensorsysteme denkbar.
  • Generell ist es von Vorteil, dass ein einfacher mechanischer Aufbau realisiert wird, der mit wenigen Komponenten auf kleinem Bauraum eine einfache Umschaltung eines durch den Elektromotor vorzugsweise stufenlos variierbaren Volumenstroms auf zwei Pfade darstellt. Da in einem zentralen Steuergerät (Getriebesteuergerät) kein Schaltausgang für ein Magnetventil vorgesehen werden muss, kann ohne Änderung einer Getriebesteuerungs-Hardware eine Umschaltmöglichkeit des geförderten Volumenstroms realisiert werden. Ein derartiges Ventil kann nahezu beliebig auch an einer von der Pumpe entfernten Position im Getriebe platziert werden. Damit wird die kritische Bauraum-/Packagesituation im Bereich der Pumpen entschärft.
  • Ferner kann insgesamt die Umschaltsicherheit des Nutzvolumenstroms durch Umsteuern eines Schaltventils über eine hydraulische Vorsteuerung oder ein elektrisches Signal erhöht werden.
  • Bei den Varianten, bei denen ein Sensor eine Drehrichtungs-Erkennung realisiert oder eine Drehpositions-Erkennung, kann eine hierzu verwendete elektrische Schaltung Teil eines Getriebesteuergerätes sein, Teil des Elektromotors, Teil des Schaltventils oder Teil des elektrischen Kabelbaums, der beispielsweise den Elektromotor mit Ansteuersignalen und Energie versorgt.
  • 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.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Innenzahnradpumpe mit einem Ringelement in einer ersten Drehposition;
    Fig. 2
    die Innenzahnradpumpe der Fig. 1 mit dem Ringelement in einer zweiten Drehposition;
    Fig. 3
    eine schematische Querschnittsansicht durch eine Innenzahnradpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und zwar mit einem Ringelement in einer ersten Drehposition;
    Fig. 4
    die Innenzahnradpumpe der Fig. 3 mit dem Ringelement in einer zweiten Drehposition;
    Fig. 5
    eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe mit einem Ringelement in einer ersten Drehposition;
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung einer Innenzahnradpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Ringelement konzentrisch zur Drehachse eines Innenrotors verdrehbar gelagert und in einer ersten Drehposition dargestellt ist;
    Fig. 7
    die Innenzahnradpumpe der Fig. 6 mit dem Ringelement in einer zweiten Drehposition;
    Fig. 8
    einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Hydraulikkreis in schematischer Form;
    Fig. 9
    eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hydraulikkreises;
    Fig. 10
    eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hydraulikkreises; und
    Fig. 11
    eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hydraulikkreises.
  • In Fig. 1 ist eine Innenzahnradpumpe 10 schematisch dargestellt. Die Innenzahnradpumpe 10 beinhaltet ein Gehäuse 12 mit einem schematisch angedeuteten Innenrotor 14 und einem schematisch angedeuteten Außenrotor 16. Die Innenzahnradpumpe 10 ist vorzugsweise als Zahnringpumpe bzw. Gerotor-Pumpe ausgebildet, so dass eine nicht näher dargestellte Innenverzahnung des Außenrotors 16 einen Zahn mehr aufweist als die Außenverzahnung des Innenrotors 14. Eine Pumpwirkung wird durch Eingriff der Verzahnungen realisiert. Vorzugsweise wird der Innenrotor 14 angetrieben, insbesondere mittels eines elektrischen Motors. In dem Gehäuse 12 ist ein Ringelement 20 nach der Art eines Umkehrrings gelagert. Das Ringelement 20 ist konzentrisch zu einer Achse des Innenrotors 14 zwischen zwei Drehpositionen verschwenkbar, von denen eine in Fig. 1 bei DP1 dargestellt ist. Das Ringelement 20 weist ferner eine nicht näher bezeichnete Außenrotoraufnahme auf, die exzentrisch in Bezug auf die Innenrotorachse ausgebildet ist.
  • An dem Gehäuse 12 ist ein erster Fluidanschluss 22 ausgebildet, der vorzugsweise als Sauganschluss ausgebildet ist und mit einem Tank 23 verbunden ist. Ferner weist das Gehäuse 12 einen zweiten Fluidanschluss 24 auf, der vorzugsweise als Druckanschluss ausgebildet ist. In Fig. 1 wird die Innenzahnradpumpe 10 mit einer ersten Drehrichtung DR1 angetrieben. Das Druckniveau an dem ersten Fluidanschluss 22 ist mit PL bezeichnet. Das Druckniveau an dem zweiten Fluidanschluss 24 ist mit PH bezeichnet, wobei PH > PL.
  • In der dargestellten Drehposition DP1 des Ringelementes 20 ist ein dritter Fluidanschluss 26 des Gehäuses 12 mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden, so dass dort ebenfalls ein Druckniveau PH vorhanden ist. Optional weist das Gehäuse 12 einen vierten Fluidanschluss 28 auf, der in der dargestellten Drehposition DP1 des Ringelementes 20 nicht mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden ist, so dass dort ein Druckniveau PL herrscht, das jedoch nicht notwendig gleich dem Druckniveau PL in dem ersten Fluidanschluss 22 sein muss.
  • Fig. 2 zeigt die Innenzahnradpumpe 10 der Fig. 1, wobei das Ringelement 20 sich in der zweiten Drehposition DP2 befindet. Ferner wird der Innenrotor 14 in einer entgegengesetzten Drehrichtung DR2 angetrieben. In diesem Fall herrscht nach wie vor an dem ersten Fluidanschluss 22 ein Druckniveau PL, und an dem zweiten Fluidanschluss 24 ein Druckniveau PH. Der dritte Fluidanschluss 26 ist über das Ringelement 20 von dem zweiten Fluidanschluss 24 getrennt, so dass dort ein Druckniveau PL vorherrscht. Sofern ein vierter Fluidanschluss 28 vorgesehen ist, ist dieser in der zweiten Drehposition DP2 des Ringelementes 20 vorzugsweise mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden, so dass dort ein Druckniveau PH herrscht.
  • In den Fig. 3 und 4 ist eine Innenzahnradpumpe 10' dargestellt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Innenzahnradpumpe 10 der Fig. 1 und 2 entspricht. Gleiche Elemente sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
  • Es ist zu erkennen, dass in dem Gehäuse 12 ein Innenrotor 14 über eine Innenrotorachse 32 drehbar gelagert ist. Das Ringelement 20 weist eine Rotoraufnahme 34 auf, die exzentrisch in Bezug auf die Innenrotorachse 32 ausgebildet ist. Der Außenrotor 16 ist innerhalb der Rotoraufnahme 34 aufgenommen und drehbar hierin gelagert. Die Außenrotorachse 36 ist aufgrund der Exzentrizität der Rotoraufnahme 34 exzentrisch in Bezug auf die Innenrotorachse 32 angeordnet. In der in Fig. 3 gezeigten ersten Drehposition DP1 des Ringelementes 20 bildet dieses zwischen einem Außenumfangsabschnitt des Ringelementes 20 und einem Innenumfangsabschnitts des Gehäuses 12, innerhalb dessen das Ringelement 20 drehbar gelagert ist, einen Ringraum 38, der sich vorliegend über einen Winkelbereich von etwa 180° erstreckt.
  • In Fig. 3 ist ferner dargestellt, dass die Innenzahnradpumpe 10 in an sich bekannter Weise eine Saugniere 40 aufweist, die mit dem ersten Fluidanschluss 22 verbunden ist. Ferner weist die Fluidpumpe 10' der Fig. 3 eine Druckniere 42 auf, die in an sich bekannter Weise mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden ist.
  • In dem Gehäuse 12 ist ferner eine schematisch dargestellte erste Verbindung 44 zwischen der Druckniere 42 und dem in Fig. 3 dargestellten Ringraum 38 dargestellt, wobei der Ringraum 38 in Fig. 3 mit 38-1 bezeichnet ist und vorliegend mit dem dritten Fluidanschluss 26 verbunden ist.
  • Die Innenzahnradpumpe 10' beinhaltet ferner eine zweite Verbindung 46 zwischen der Druckniere 42 und einem anderen Innenumfangsabschnitt des Gehäuses 12, der vorliegend durch das Ringelement 20 abgedeckt ist. Das Ringelement 20 wirkt folglich als Steuerschieber, der den zweiten Fluidanschluss 24 in der in Fig. 3 gezeigten ersten Drehposition DP1 mit dem dritten Fluidanschluss 26 verbindet.
  • Fig. 4 zeigt die Innenzahnradpumpe 10' der Fig. 3, wobei das Ringelement 20 sich in der zweiten Drehposition DP2 befindet. Hierbei überdeckt das Ringelement 20 nun die erste Verbindung 44, wohingegen die Druckniere 42 über die zweite Verbindung 46 mit dem nun mit 38-2' bezeichneten Ringraum verbunden ist und folglich mit dem vierten Fluidanschluss 28.
  • Die gezeigten Darstellungen der Verbindungen 44, 46 sind lediglich schematischer Natur und sollen andeuten, dass je nach Drehposition des Ringelementes 20 entweder der dritte Fluidanschluss 26 oder der vierte Fluidanschluss 28 mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden ist, so dass die Funktionalität erzielt wird, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.
  • Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Innenzahnradpumpe 10", die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Innenzahnradpumpe 10' der Fig. 3 und 4 entspricht. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
  • So weist das Gehäuse 12 der Innenzahnradpumpe 10" einen Anschlag 50 auf, mittels dessen das Ringelement 20 in den jeweiligen Drehpositionen DP1, DP2 (in Fig. 5 ist DP1 gezeigt) gehalten werden kann. Der Anschlag 50 ist vorliegend der Einfachheit halber durch einen Stift 52 gebildet, der eine Wand des Gehäuses 12 durchsetzt und je nach Drehposition an einer ersten Schulter 54 oder an einer zweiten Schulter 56 des Ringelementes 20 angreift. Die Schultern 54, 56 schließen in Umfangsrichtung zwischen sich den Ringraum 38 ein.
  • In Fig. 5 ist ferner gezeigt, dass der dritte Fluidanschluss 26 und der vierte Fluidanschluss 28 an einer gemeinsamen Außenfläche des Gehäuses 12 ausgebildet sein können, vorzugsweise an einer Außenfläche, an der auch der zweite Fluidanschluss 24 ausgebildet ist. Der erste Fluidanschluss 22 ist auf der axial gegenüberliegenden Seite ausgebildet und in Fig. 5 lediglich schematisch angedeutet.
  • In den Fig. 6 und 7 ist eine alternative Ausführungsform einer Innenzahnradpumpe 10'" gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Innenzahnradpumpe 10 der Fig. 1 und 2 entspricht. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
  • Bei der Innenzahnradpumpe 10'" der Fig. 6 und 7 ist das Ringelement 20 nicht als Umkehrring ausgebildet sondern lediglich als Steuerschieber. Folglich ist in der einen Drehrichtung DR1 der erste Fluidanschluss 22 als Sauganschluss und der zweite Fluidanschluss 24 als Druckanschluss ausgebildet, wohingegen in der zweiten Drehrichtung DR2 (Fig. 7) der zweite Fluidanschluss 24 als Sauganschluss und der erste Fluidanschluss 22 als Druckanschluss ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des Ringelementes 20 als Steuerschieber ist der dritte Fluidanschluss 26 in der ersten Drehposition DP1 des Ringelementes 20 mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden, wohingegen in der zweiten Drehposition DP2 der vierte Fluidanschluss 28 mit dem nun als Druckanschluss wirkenden ersten Fluidanschluss 22 verbunden ist. Da das Ringelement 20 bei dieser Ausführungsform lediglich als Steuerschieber und nicht als Umkehrring wirkt, ist es jedoch in weiten Grenzen frei wählbar, mit welchem Fluidanschluss der dritte und der vierte Fluidanschluss 26, 28 in den jeweiligen Drehpositionen DP1, DP2 zu verbinden sind. Alternativ könnte bei der Konstellation der Fig. 6 der dritte Fluidanschluss 26 auch mit dem ersten Fluidanschluss 22 verbunden sein, und der vierte Fluidanschluss 28 mit dem zweiten Fluidanschluss 24, so dass sich in Fig. 7 eine entsprechend umgekehrte Fluidanschlussverbindung ergibt.
  • In Fig. 8 ist in schematischer Form ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug dargestellt und generell mit 60 bezeichnet. Der Antriebsstrang 60 beinhaltet einen Antriebsmotor 62. Der Antriebsmotor 62 kann ein Verbrennungsmotor sein, kann jedoch auch ein elektrischer Antriebsmotor zur Bereitstellung von Antriebsleistung sein. Der Antriebsstrang 60 beinhaltet ferner eine Kupplungsanordnung 64, bei der es sich um eine einfache Kupplung oder um eine Doppelkupplungsanordnung handeln kann. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 60 eine Getriebeanordnung 66, die ein einstufiges oder mehrstufiges Getriebe beinhalten kann, sowie ein nichtschaltbares oder ein schaltbares Getriebe. Im Falle eines schaltbaren Getriebes kann es sich bei der Getriebeanordnung 66 um ein Doppelkupplungsgetriebe handeln. Schließlich beinhaltet der Antriebsstrang 60 ein Differential 68, mittels dessen Antriebsleistung auf zwei angetriebene Räder 70L, 70R des Kraftfahrzeuges verteilbar ist.
  • Der Antriebsstrang 60 beinhaltet ferner einen Hydraulikkreis 74. In dem Hydraulikkreis 74 ist eine Innenzahnradpumpe 10 vorgesehen, die vorzugsweise von der Funktionalität her ausgebildet ist wie eine der Innenzahnradpumpen 10, 10', 10" der Fig. 1 bis 5. Die Innenzahnradpumpe 10 wird mittels eines elektrischen Motors 76 angetrieben, wobei der elektrische Motor 76 in beiden Drehrichtungen angesteuert werden kann, wie es in Fig. 8 schematisch durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.
  • Der zweite Fluidanschluss 24 und der dritte Fluidanschluss 26 sowie gegebenenfalls ein vierter Fluidanschluss 28 der Innenzahnradpumpe 10 können direkt mit hydraulischen Verbraucherabschnitten verbunden sein, wie es nachstehend noch erörtert werden wird.
  • Vorliegend beinhaltet der Hydraulikkreis 74 jedoch ein Ventil 80, das vorliegend als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Das Ventil 80 beinhaltet eine erste hydraulische Betätigungseinrichtung 82, um das Ventil 80 in eine erste Schaltstellung zu bringen. Ferner kann das Ventil 80 eine Rückstellfeder 84 aufweisen, die der ersten hydraulischen Betätigungseinrichtung 82 entgegenwirkt. Die erste hydraulische Betätigungseinrichtung 82 kann beispielsweise mit dem dritten Fluidanschluss 26 verbunden sein.
  • Ferner ist es möglich, dass das Ventil 80 eine zweite hydraulische Betätigungseinrichtung 86 aufweist. In diesem Fall ist die zweite hydraulische Betätigungseinrichtung 86 vorzugsweise mit dem vierten Fluidanschluss 28 verbunden.
  • Ein Eingang des Ventils 80 ist mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden. Ein erster Ausgang des Ventils 80 ist mit einem ersten hydraulischen Verbraucherabschnitt 90 verbunden, der beispielsweise der Kupplungsanordnung 64 zugeordnet sein kann. Ein zweiter Ausgang des Ventils 80 ist vorliegend mit einem zweiten hydraulischen Verbraucherabschnitt 92 verbunden, der beispielsweise der Getriebeanordnung 66 oder dem Antriebsmotor 62 zugeordnet sein kann.
  • In manchen Ausführungsformen des Hydraulikkreises 74 ist eine zentrale Steuereinrichtung 94 (Getriebesteuergerät) vorgesehen, die die Verbraucherabschnitte 90, 92 ansteuert.
  • Wie es in Fig. 8 schematisch angedeutet ist, kann der dritte Fluidanschluss 26 auch direkt mit einem Verbraucherabschnitt verbunden sein, wie es vorliegend durch einen dritten hydraulischen Verbraucherabschnitt 98 gezeigt ist.
  • Ferner kann auch der zweite und/oder der vierte Fluidanschluss 24 direkt mit einem solchen hydraulischen Verbraucherabschnitt verbunden sein.
  • Die Verbraucherabschnitte sind generell dazu ausgebildet, bestimmte Komponenten des Antriebsstranges 60 mit Fluid zu versorgen. Die Verbraucherabschnitte können jeweils Aktuatoreinrichtungen beinhalten, um bestimmte Komponenten des Antriebsstranges 60 zu betätigen, wie beispielsweise Kupplungen der Kupplungsanordnung 64 und/oder Schaltkupplungen der Getriebeanordnung 66. Ferner können die Verbraucherabschnitte jeweils alternativ oder zusätzlich als reine Schmier- und/oder Kühlabschnitte ausgebildet sein.
  • Die Fig. 9 bis 11 zeigen weitere Ausführungsformen von Hydraulikkreisen, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Hydraulikkreis 74 der Fig. 8 entsprechen können. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
  • Bei dem Hydraulikkreis 74' der Fig. 9 weist ein Ventil 80' eine elektrische Betätigungseinrichtung 102 auf, wobei das Ventil 80' mittels einer Rückstellfeder 84 vorgespannt ist. Ferner beinhaltet der Hydraulikkreis 74' vorliegend eine Drehpositions-Sensoranordnung 104, die einen Drehpositions-Sensor 106 beinhaltet, der die Drehposition DP des Ringelementes 20 der Pumpe 10 erkennen kann, beispielsweise auf induktive, optische, kapazitive, resistive oder sonstige Art und Weise.
  • Die Drehpositions-Sensoranordnung 104 beinhaltet vorliegend ferner einen Schalter 108, der eine Spannungsquelle 110 mit der elektrischen Betätigungseinrichtung 102 verbindet. Der Schalter 108 ist über ein Signal des Drehpositions-Sensors 106 betätigbar.
  • In einer Variante kann der Drehpositions-Sensor 106 auch mit einem Verstärker 112 verbunden sein, um auch ohne Schalter 108 die elektrische Betätigungseinrichtung 102 anzusteuern.
  • Bei der in Fig. 10 gezeigten Variante 74" ist das gleiche Ventil 80' vorgesehen, wobei eine Drehrichtungs-Sensoranordnung 116 vorgesehen ist, die die Drehrichtung der Pumpe 10 bzw. des elektrischen Motors 76 erfasst. Vorliegend erfolgt die Erfassung der Drehrichtung DR des elektrischen Motors 76 über einen Sensor 120, der die Kommutierungsreihenfolge von Anschlussphasen 118 des elektrischen Motors 76 erfasst und hieraus die Drehrichtung ableitet. Ein hieraus abgeleitetes Drehrichtungssignal wird mittels eines Verstärkers 112 verstärkt und verwendet, um die elektrische Betätigungseinrichtung 102 anzusteuern.
  • Fig. 11 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 10, wobei ein Hydraulikkreis 74"' einen elektrischen Motor 76 aufweist, der ein Lagegebersystem 122 beinhaltet, mittels dessen die Drehposition und/oder Drehrichtung des elektrischen Motors 76 erfassbar ist. Vorliegend ist das Lagegebersystem 122 mit einem Sensor 124 verbunden, der die Drehrichtung DR erfasst und einen Verstärker 112 beinhalten kann, über den die elektrische Betätigungseinrichtung 102 direkt angesteuert werden kann.

Claims (12)

  1. Innenzahnradpumpe (10), insbesondere für einen Hydraulikkreis (74) eines Kraftfahrzeugantriebsstranges (60), mit
    - einem Gehäuse (12), das einen ersten Fluidanschluss (22) und einen zweiten Fluidanschluss (24) aufweist,
    - einem Innenrotor (14), der in dem Gehäuse (12) um eine Innenrotorachse (32) drehbar gelagert ist und eine Außenverzahnung aufweist, und
    - einem Außenrotor (16), der in dem Gehäuse (12) um einen Außenrotorachse (36) drehbar ist und eine Innenverzahnung aufweist, die zur Erzielung einer Pumpwirkung mit der Außenverzahnung des Innenrotors (14) in Eingriff steht,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Innenzahnradpumpe (10) ferner ein Ringelement (20) aufweist, das in dem Gehäuse (12) beweglich gelagert ist und zwischen einer ersten Position (DP1) und einer zweiten Position (DP2) verschwenkbar ist, wobei an dem Gehäuse (12) wenigstens ein dritter Fluidanschluss (26) ausgebildet ist, wobei der dritte Fluidanschluss (26) in Bezug auf das Ringelement (20) so angeordnet ist, dass der dritte Fluidanschluss (26) in der ersten Position (DP1) des Ringelementes (20) mit dem zweiten Fluidanschluss (24) verbunden ist und in der zweiten Position (DP2) von dem zweiten Fluidanschluss (24) getrennt ist.
  2. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (12) wenigstens ein vierter Fluidanschluss (28) ausgebildet ist, wobei der vierte Fluidanschluss (28) in Bezug auf das Ringelement (20) so angeordnet ist, dass der vierte Fluidanschluss (28) in der zweiten Position (DP2) des Ringelementes (20) mit dem zweiten Fluidanschluss (24) verbunden ist und in der ersten Position (DP2) von dem zweiten Fluidanschluss (24) getrennt ist.
  3. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (20) in dem Gehäuse (12) um eine Ringelementachse (32) drehbar zwischen einer ersten Drehposition (DP1) und einer zweiten Drehposition (DP2) gelagert ist und eine Rotoraufnahme (34) zur drehbaren Aufnahme des Außenrotors (16) aufweist, wobei die die Rotoraufnahme (34) exzentrisch zu der Ringelementachse (32) ausgebildet ist.
  4. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fluidanschluss (22) unabhängig von der Drehrichtung des Innenrotors (14) als Sauganschluss ausgebildet ist und der zweite Fluidanschluss (24) unabhängig von der Drehrichtung des Innenrotors (14) als Druckanschluss ausgebildet ist.
  5. Hydraulikkreis (74), insbesondere für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang (60), mit einer Innenzahnradpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 - 4 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  6. Hydraulikkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Fluidanschluss (26) und/oder der vierte Fluidanschluss (28) mit einem Verbraucherabschnitt (98) des Hydraulikkreises (74) verbunden ist.
  7. Hydraulikkreis nach Anspruch 5 oder 6, mit einem Ventil (80), das mit dem ersten oder mit dem zweiten Fluidanschluss (22, 24) der Innenzahnradpumpe (10) verbunden ist, wobei das Ventil (80) in Abhängigkeit von der Position (DP1, DP2) des Ringelementes (20) oder in Abhängigkeit von einer Drehrichtung (DR1, DR2) des Innenrotors (14) betätigbar ist.
  8. Hydraulikkreis nach Anspruch 7, wobei das Ventil (80) mittels einer direkt oder indirekt wirkenden Betätigungseinrichtung (82, 86) betätigbar ist und wobei die Betätigungseinrichtung (82, 86) mit dem dritten Fluidanschluss (26) und/oder mit dem vierten Fluidanschluss (28) verbunden ist.
  9. Hydraulikkreis nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Ventil (80) mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung (102) betätigbar ist, wobei der Innenzahnradpumpe (10) eine Drehpositions-Sensoranordnung (104) zugeordnet ist, die die Drehposition (DP1, DP2) des Ringelementes (20) erfasst und ein Drehpositionssignal ausgibt, und wobei die elektrische Betätigungseinrichtung (102) auf der Grundlage des Drehpositionssignals angesteuert wird.
  10. Hydraulikkreis nach einem der Ansprüche 7 - 9, wobei das Ventil (80) mittels einer elektrischen Betätigungseinrichtung (102) betätigbar ist, wobei der Hydraulikkreis (74) einen elektrischen Motor (76) aufweist, der den Innenrotor (14) antreibt, wobei dem Motor (76) eine Drehrichtungs-Sensoranordnung (116) zugeordnet ist, die die Drehrichtung (DR1, DR2) des Motors (76) erfasst und ein Drehrichtungssignal ausgibt, und wobei die elektrische Betätigungseinrichtung (102) auf der Grundlage des Drehrichtungssignals angesteuert wird.
  11. Hydraulikkreis nach Anspruch 10, wobei die Drehrichtungs-Sensoranordnung (116) dazu ausgebildet ist, die Drehrichtung (DR1, DR2) des Motors (76) auf der Grundlage einer Kommutierungsreihenfolge von elektrischen Anschlussphasen (118) des Motors (76) zu erfassen.
  12. Hydraulikkreis nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Drehrichtungs-Sensoranordnung (116') dazu ausgebildet ist, die Drehrichtung (DR1, DR2) des Motors (76) auf der Grundlage von Signalen eines Lagegebersystems (122) des Motors (76) zu erfassen.
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