EP3212935A2 - Innenzahnradpumpe und pumpverfahren - Google Patents

Innenzahnradpumpe und pumpverfahren

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EP3212935A2
EP3212935A2 EP15780903.9A EP15780903A EP3212935A2 EP 3212935 A2 EP3212935 A2 EP 3212935A2 EP 15780903 A EP15780903 A EP 15780903A EP 3212935 A2 EP3212935 A2 EP 3212935A2
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EP
European Patent Office
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rotor
ring element
fluid
housing
internal gear
Prior art date
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Granted
Application number
EP15780903.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3212935B1 (de
Inventor
Michael Kuehner
Sven Schuster
Andreas ELLER
Mark Schweiher
Harald Ihben
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Magna PT BV and Co KG
Original Assignee
Getrag BV and Co KG
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Publication date
Application filed by Getrag BV and Co KG filed Critical Getrag BV and Co KG
Publication of EP3212935A2 publication Critical patent/EP3212935A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3212935B1 publication Critical patent/EP3212935B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/102—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/04—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for reversible machines or pumps

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 preferably 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 an outer rotor rotatable within the housing about an outer rotor axis and having internal teeth meshing with the outer teeth of the inner rotor for pumping action.
  • the present invention relates to a pump assembly having a pivotable ring member having a pump which promotes fluid in a first direction of rotation in a first flow direction, in particular an internal gear pump of the type described above.
  • the present invention relates to a method for operating an internal gear pump, in particular an internal gear pump of the above type, wherein the internal gear pump has a rotor set and a ring member, wherein the ring member is pivotally limited, wherein the rotor set a rotor element with a first rotor axis and a second rotor element having a second rotor axis, wherein the ring element is pivotable about the first rotor axis.
  • the present invention relates to a hydraulic circuit, in ⁇ particular for a motor vehicle drive train, with such an internal gear pump. 2015/073928
  • 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 design 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 pivoting of the ring element takes place when reversing the direction of rotation due to a friction effect.
  • the ring member is taken in reversing the drive direction of rotation by viscous fluid friction in the direction of rotation until the ring member has reached the opposite pivot position.
  • the pivoting of the ring element is thus effected by a drag torque, which is caused by viscous shear friction in the fluid between the outer rotor of the rotor set and a ring receiving the ring element. This can cause the ring element does not swing immediately or not completely.
  • the duration of the pivoting operation of the ring element can vary greatly, depending, inter alia, on the temperature and viscosity of the pumped fluid.
  • the document DE 27 42 821 A1 discloses as a friction device, a leaf spring and a coupling device acting on the outer rotor.
  • document DE 35 43 488 C2 discloses for this purpose a slotted eccentric with a slight clamping effect at low pump speeds. Furthermore, document DE 197 19 692 B4 discloses a friction device with a band spring placed around the outer rotor.
  • publication DE 10 2013 1 10 400 A1 discloses an internal gear pump in which at least one third fluid port is formed on the housing, wherein the third fluid port is arranged with respect to the ring element such that the third fluid port in the first position of the ring member is connected to the second fluid port and is separated in the second position of the ring member from the second fluid port.
  • this ring element 400 proposed to use this ring element as a kind of valve spool, which connects in one position another fluid port to the second fluid port, and in a second position of the ring member separates the third fluid port from the second fluid port.
  • a pump assembly having a pivotable ring member having a pump which promotes fluid in a first direction of rotation fluid in a first flow direction, in particular with an internal gear pump of the type according to the invention, and with a valve assembly which in a reversal of the direction Pump prevents reversal of the flow direction to promote pivoting of the ring member.
  • the above object is achieved in the aforementioned method for operating an internal gear pump, characterized in that a pivoting of the ring element between a first position and a second position in at least a direction is supported by the fact that the first and the second rotor element are blocked against each other at least for a part of the pivoting range.
  • an improved hydraulic circuit can be realized, in particular for a motor vehicle drive train.
  • a blocking of the rotor set is understood herein that the inner ring and the outer ring are not or only slightly against each other rotatable.
  • the rotation of the ring element takes place in the said part of the pivoting area forcibly, so not only supportive.
  • the activation of the blocking preferably takes place when the direction of rotation is reversed. Preferably, the activation of this blockage of the rotor set takes place automatically.
  • the pivoting of the ring element can be effected substantially due to viscous fluid friction, in particular shear friction in the region between a rotor receptacle of the ring element and the outer rotor.
  • the pivoting of the ring element can be realized in reversing the direction of rotation with a higher security.
  • gerotor pumps the internal gear pump
  • 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.
  • a first fluid port of the housing may, for example, be connected to a tank or a reservoir for hydraulic fluid.
  • a second fluid connection can be designed, for example, as a pressure connection.
  • the ring element is pivoted within the housing about an axis eccentric to the inner rotor axis.
  • the ring member is rotatably mounted 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. Further, it is particularly advantageous if a first fluid port of the housing is formed independently of the direction of rotation of the inner rotor as a suction port and when a second fluid port is formed independently of the direction of rotation of the inner rotor as a pressure port.
  • the ring member in particular serves to maintain the pumping direction independently of the drive rotational direction, but can also be used to reverse the pumping direction.
  • the ring element is in particular designed as an eccentric ring, in which the outer rotor is mounted eccentrically with respect to the inner rotor axis.
  • an outer rotor receptacle of the ring element is preferably offset eccentrically to the inner rotor axis.
  • the Ringele ⁇ ment but is preferably rotatable about the same axis as the inner rotor.
  • the outer rotor preferably has one more tooth than the inner rotor.
  • a fluidic blocking is understood to mean that at least one fluid space between the inner rotor and the outer rotor essentially maintains a constant volume over at least part of the pivoting region of the annular element, ie essentially has no outflow and no inflow.
  • a fluidic blocking or hydraulic blocking or blocking is preferably self-locking.
  • the fluidic blocking therefore takes place through the valve arrangement.
  • a mechanical locking device may be provided. This can be designed in the manner of a coupling which is actuated electrically, magnetically, fluidically or in any other way.
  • a first and a second volume variable fluid space are formed, wherein the housing has a first fluid passage for connection to the first variable volume fluid chamber and a second fluid channel for connection having the second variable volume fluid space.
  • One of the two fluid spaces is a displacement volume which is connectable to a pressure port of the pump, wherein the other fluid space is formed as an expansion volume, which is connected to a suction port of the fluid pump.
  • the fluid spaces are not fixed spaces, but are formed again and again due to the meshing between the inner rotor and outer rotor, in particular, since the outer rotor preferably has one more tooth than the inner rotor.
  • the fluid spaces Depending on the direction of rotation, each can be designed as a displacement volume or as an expansion volume.
  • the fluid spaces may be formed by means of a sickle, but are preferably formed directly between the inner rotor and the outer rotor.
  • first volume-variable fluid space and the first Fiuidkanal and / or the second volume-variable fluid space and the second Fiuidkanal be shut off against each other.
  • the pump has at least one transfer channel, which connects a volume-variable fluid space between the inner rotor and the outer rotor and a fluid passage connected to a fluid port in the housing in a pump pivot position of the ring element and in FIG a shut-pivot position is at least partially locked.
  • the pump pivoting position may be the first or the second position of the ring element, in particular one of the end positions of the ring element.
  • the shut-off pivot position is preferably between the first and the second position and may be formed by a pivoting range which is smaller than 180 °, preferably smaller than 150 °, in particular smaller than 120 °.
  • the transfer channel can be shut off in the shut-off pivot position by a separate slide, or by the ring member or a 8th
  • Section of the housing or the like It is preferred if the shut-off of the transfer channel takes place by a twisting operation of such an element.
  • the shut-off is preferably complete in the shut-off pivot position, except for any leakage losses.
  • the pump has a first and a second transfer channel, one of which is associated with a pressure port and the other a suction port of the pump.
  • the ring element has a ring bottom extending in the radial direction.
  • While ring members such as eccentric rings are generally formed in the prior art as pure ring members extending around the outer rotor, in this aspect, the ring member has a ring bottom extending in the radial direction.
  • the ring member preferably has an axially extending ring gear disposed about the outer rotor.
  • Ring bottom and annular ring are preferably connected to one another at an axial end of the annular ring.
  • the compound preferably extends over at least 180 °, in particular at least 270 °.
  • the ring bottom is preferably arranged in the axial direction between the rotor set of the outer rotor and the inner rotor and a bottom of a housing portion.
  • the ring bottom can be used for a variety of purposes and can improve the variability of the pump.
  • the transfer channel is formed in the ring bottom and extends substantially in the axial direction.
  • the transfer channel is aligned in the first and the second position of the ring member with a fluid channel in the housing to establish the connection between the fluid chamber and the Fluidka ⁇ signal.
  • the fluid channel is preferably connected to a terminal of the housin ⁇ ses.
  • the transfer channel is in a position in which it is no longer aligned with the fluid channel and consequently to the housing is shut off.
  • the ring element forms for this case itself a kind of valve spool to align the transfer channel either with a fluid channel and connect, or shut off from the fluid channel.
  • the transfer channel preferably extends in the axial direction through the ring bottom.
  • a kidney-shaped recess is formed in the annular bottom of the Ringeiementes, which is connected in a pump pivot position of the ring member with a variable volume fluid space between the inner rotor and the outer rotor.
  • the kidney-shaped recess preferably does not extend in the axial direction through the ring bottom, but is formed as a shallow recess on the rotor set facing side of the ring bottom. Its cardioid From ⁇ perception here forms the suction or the pressure kidney of the pump. It is particularly preferred if the kidney-shaped recess is connected to a transfer channel extending axially through the ring bottom.
  • the transfer channel preferably extends from a bottom of the kidney-shaped recess to an opposite axial end of the ring bottom of the ring member.
  • the pump preferably has two transfer channels in the annular bottom, and two kidney-shaped recesses which are associated with the respective transfer channels, to form in this way a pressure kidney and a suction kidney of the pump.
  • the suction kidney and the pressure kidney are not fixed to the housing in the pump according to the invention, but are formed on the annular bottom of the ring member, but in the end positions of the ring member each fulfill the function of Saugniere and Druckniere.
  • the kidney-shaped recesses are preferably designed symmetrically for this purpose, so that each of the kidney-shaped recesses, depending on the position of the ring element, can act either as Saugniere or as Druckniere.
  • the housing has a housing base and a housing pot, wherein the housing base has an axial recess into which the housing pot is inserted, wherein the housing pot has a ring element receptacle for rotatably receiving the ring element.
  • the ring element is arranged directly in an axial recess of the housing base to be stored twisted within such a ring element receptacle. Due to the rotatable mounting of the ring element in a ring element receiving a housing pot, which is inserted into an axial recess of the housing base, however, a variety of other functions can be realized inexpensively, such as other fluid connections, bypass and diaphragm functions, valve functions, etc. 15 073928
  • the housing pot is preferably arranged concentrically to the inner rotor axis, so that the ring element receptacle is aligned concentrically to the inner rotor axis.
  • the housing pot is preferably rotatably received within the housing base.
  • the fluid channels in the housing are formed by bores or the like in the housing base and by axially aligned pot channels extending through the housing pot bottom.
  • these pot channels can be connected with distribution kidney or the like, for example, to be able to connect several fluid channels to such an axial channel.
  • the housing base is connected to an eccentric pin, such that the housing pot is fixed rotationally relative to the housing base via the eccentric pin and / or the eccentric pin forms a rotational stop for the annular element.
  • the eccentric pin which can fulfill both functions mentioned (although for this purpose, however, two separate pins can be provided) preferably extends from a recess bottom of the axial recess of the housing base in the axial direction.
  • the housing pot has at its bottom and / or in the region of its outer periphery an opening which is penetrated by the eccentric pin.
  • the ring element has on its outer circumference preferably two circumferentially offset radial shoulders which abut on the eccentric pin depending on the rotational position (in the end positions of the ring element). Between the radial shoulders, a radial recess is preferably formed, which is preferably aligned concentrically with the inner rotor axis.
  • the ring element has on its outer circumference at least one circumferential groove portion, by means of which, depending on a rotational position of the ring element, a hydraulic bypass and / or a diaphragm function can be set up.
  • the ring element can fulfill further functions of such a pump.
  • an outer circumferential opening is formed on a housing pot, within which the ring element is rotatably mounted.
  • This may be formed, for example, for fluid communication with such a circumferential groove portion of the ring member.
  • the aperture may also be formed for fluid communication with fluid channels in the housing base or the like.
  • blockage of the rotor set is achieved by shutting off at least one fluid chamber of the rotor set, it is also possible in an alternative embodiment that a pressure in the variable volume fluid space during at least a part of a pivoting operation of the ring element by an external or separate pressure source is applied.
  • Such a pressure source can in particular be formed by a pressure accumulator.
  • the internal gear pump according to the invention and the associated method for its operation preferably includes at least one of the following measures.
  • the rotor set (consisting of inner and outer rotor) preferably runs in a ring element with an eccentric outer rotor receptacle, wherein the ring element at least on one side has a bottom and has there transfer channels to the fixed housing of the pump.
  • the ring element is pivoted, whereby the pivoting process is initially achieved in a comparable manner as in the prior art by viscous shear friction of the fluid.
  • the thus locked rotor set acts as a pivoting cam for the ring member, which is taken in this pivotal movement until the ring member reaches the other end position in the housing.
  • the transfer channels are reconnected to fluid channels in the housing, so that the fluid of the fluid cushion can flow away and the blockage of the rotor set is released. This can be set up shortly before reaching the end position, so that the last area of the pivoting process up to the end position again takes place via viscous shear forces (fluid friction).
  • the goal of secure switching can be achieved.
  • the transfer channels can be replaced by radial transfer channels
  • the ring bottom of the ring element could also be designed separately from the ring element, so that the ring bottom, which is embodied separately from the ring element, acts as a type of valve slide.
  • the ring element could also be designed as a closed sub-housing, with ring floors attached on both sides.
  • the transfer ducts can be designed in many different forms and in several parts, wherein the transfer cross section can be designed to be pivotally dependent on specific angles by using a plurality of bores.
  • the application of the closable transfer points or channels to improve the switching behavior can be used in all internal gear pumps for changing directions of rotation with ring element.
  • fluid connections of the internal gear pump when the ring element is used as a valve spool or rotary valve, can be set up for further functions by means of the internal gear pump, for example as a switching element for a mechanical changeover valve.
  • the switching behavior can be significantly improved over prior art solutions, especially at low fluid viscosities (e.g., transmission oil at higher operating temperatures). Switching safety does not have to be bought with an increased frictional torque (efficiency deterioration) during operation of the pump.
  • the internal gear pump can be designed with a small number of components and can be mounted inexpensively.
  • a risk of sticking of the ring element in a central position is extremely reduced by the proposed solution.
  • the pivoting of the ring element can be extremely fast in the proposed solution, with complete hydraulic blockage by entrapped fluid preferably within half a turn at the drive of the pump.
  • waiting times for the pivoting of the ring element are minimized, since the pivoting moment does not have to be generated solely by the drag torque (caused by the viscous shear friction in the fluid between the outer rotor and the ring element), but is provided by a drive torque of the drive of the internal gear pump itself can.
  • a constant speed difference is required to establish this shearing friction.
  • a third fluid connection and / or a fourth fluid connection of the housing is connected to a consumer section of the hydraulic circuit.
  • a hydraulic consumer section can always be under Be supplied pressurized hydraulic fluid.
  • 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.
  • a further hydraulic consumer portion in depen ⁇ dependence may be powered by the rotational direction about the fourth fluid connection.
  • the hydraulic circuit includes a hydraulically pilot operated 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 member or in dependence on a direction of rotation of the inner rotor.
  • such a 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 actuated 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 into 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. 2015/073928
  • 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 to drive the electrical actuator based on such amplified signal.
  • the valve can be actuated by means of an electric actuating device, wherein the hydraulic circuit has 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 a Output direction signal, and wherein the electrical actuator is driven on the basis of the direction of rotation signal.
  • the switching of the flow rate can be achieved via means which are arranged in close spatial association with the internal gear pump.
  • the direction of rotation sensor arrangement is adapted to detect the direction of rotation of the motor on the basis of a Kommut ists Herbertn ⁇ sequence of electrical connection phases of the motor. In a further preferred embodiment, the direction of rotation sensor arrangement is adapted to detect the direction of rotation of the motor on the basis of signals of a position encoder system of the motor.
  • the internal gear pump can promote 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.
  • 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 supplied with drive signals and energy.
  • 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 is and is separated from the second fluid port in the first position of the ring member.
  • the pump has two pressure ports and a suction port, wherein the valve assembly comprises at least one check valve which is connected to one of the pressure ports.
  • the pump to ⁇ next attempts to reverse the direction of flow (pumping direction).
  • the use of a check valve on the pressure port can prevent such a flow direction reversal. Consequently, in the pump core or in the fluid space no fluid flow between the inner rotor and the outer rotor, so that the rotor set (inner rotor and outer rotor) is hydraulically blocked because the volume can not change.
  • the inner rotor and outer rotor of the rotor set can no longer move relative to each other, so that the pump drive tries to rotate the eccentrically mounted rotor set as a unit, which is geometrically possible only if the pump core (rotor set) together with the ring element (envelope ring ) twisted.
  • the forces acting in this case on the ring element in the direction of rotation are significantly higher than those torques resulting from the torques of frictional forces.
  • the start of the rotational movement of the ring element can thereby be done reliably and quickly.
  • the rotation of the ring element can be supported only at a reversal of direction.
  • the turn of the ring element can be assisted in both directions.
  • the pump has two pressure ports and a suction port and if the valve assembly comprises at least one check ⁇ valve, which is connected to the suction port.
  • the flow resistance is on the suction side. Possibly. As a result, the Kavitationsne Trent the pump may worsen, but it is preferably only one valve for both reversals required.
  • the check valves can be classified ⁇ be outside the pump housing.
  • At least one check valve is integrated in a housing of the pump or in the ring element itself.
  • the ring member can be rotated quickly and safely, so that after a reversal of the direction of rotation of the pump drive a dead time is minimized, in which the pump promotes little or no fluid.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an internal gear pump with a
  • FIG. 2 shows the internal gear pump of FIG. 1 with the ring element in a second rotational position
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through an internal gear pump according to an embodiment of the invention
  • Fig. 4 is an exploded view of the internal gear pump of Fig. 3;
  • FIG. 5 is a perspective view of a housing pot of the internal gear ⁇ pump of Figures 3 and 4.
  • Fig. 6 is another perspective view of the housing pot of Fig. 5; 3928
  • FIG. 7 shows a perspective view of a ring element of the internal gear pump of FIGS. 3 and 4;
  • Fig. 8 is another perspective view of the ring member of Fig. 7;
  • Fig. 9 is a sectional view taken along the line IX-IX of Fig. 3;
  • Fig. 10 is a partial sectional view of the internal gear pump of Figs. 3 to 9, with the ring member in a first position;
  • FIG. 11 is a view similar to FIG. 10, with the ring element in an intermediate position;
  • FIG. 12 is a view similar to FIG. 10, wherein the ring element is in a second position (second end position); FIG.
  • FIG. 13 shows a motor vehicle drive train with a hydraulic circuit in schematic form
  • FIG. 14 shows a further embodiment of a hydraulic circuit for a motor vehicle drive train in schematic form.
  • an internal gear pump 10 is shown schematically.
  • the internal gear pump 10 includes a housing 12, a schematically indicated inner rotor 14 and a schematically indicated outer rotor 16, wherein the inner rotor 14 and the outer rotor 16 form a rotor set 18.
  • the internal gear pump 10 is preferably designed as a toothed ring pump or gerotor pump so that an internal toothing, not shown, of the outer rotor 16 has one more tooth than the outer toothing of the inner rotor 14.
  • a pumping effect is achieved by the transport of the fluid in the gaps of the rotor toothings realized.
  • 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 25 element 20 is pivotable concentrically to an axis of the inner rotor 14 between two rotational positions, one of which is shown in Fig. 1 at A.
  • the ring member 20 further includes an unspecified outer rotor receptacle 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. 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.
  • 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
  • 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 connection 28, which is not connected to the second fluid connection 24 in the illustrated rotational position A of the ring element 20, so that there prevails 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 pump 10 of Fig. 1, wherein the ring member 20 is in a second rotational position B. Further, the inner rotor 14 is driven in an opposite direction of rotation. 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 preferably separated from the second fluid connection 24 via the ring element 20, so that there prevails a pressure level P L.
  • a fourth fluid connection 28 is provided, it is preferably connected to the second fluid connection 24 in the second rotational position B of the ring element 20, so that there prevails a pressure level P H.
  • 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.
  • this forms between an outer peripheral portion of the ring element 20 and an inner peripheral portion of the housing 12 within which the ring element 20 is rotatably mounted, an annular space 38, which in the present case over an angular range of extends about 180 °.
  • FIG. 1 further shows that the internal gear pump 10 has a suction kidney 40 which is connected to the first fluid port 22. Furthermore, the fluid pump 10 has a pressure kidney 42, which is connected to the second fluid port 24. These compounds are not shown in each case.
  • a schematically illustrated first connection 44 between the pressure kidney 42 and shown in Fig. 1 annular space 38 is further shown, wherein the annular space 38 is connected in the rotational position A with 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 covered in the rotational position A by the ring member 20.
  • the ring element 20 consequently acts as a control slide which connects the second fluid connection 24 to the third fluid connection 26 in the first rotational position A shown in FIG.
  • 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 , which is shown in Figs. 1 and 2.
  • the fluid ports 26, 28 and the connections 44, 46 are optional.
  • the direction of rotation of the inner rotor 14 shown in Fig. 1 is denoted by 48, the opposite direction of rotation with 49.
  • the housing 12 of the internal gear pump 10 has a stop 50, by means of which the ring element 20 can be held in the respective rotational positions A, B.
  • 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.
  • a first fluid chamber 58 is arranged, and a second fluid chamber 60.
  • the first fluid chamber 58 is via the suction kidney 40 and a schematically indicated first fluid channel 62 in the housing 12 connected to the first fluid port 22.
  • the second fluid space 60 is connected via the pressure kidney 42 to a second fluid channel 64 in the housing 12, wherein the second fluid channel 64 is connected to the second fluid port 24.
  • FIGS. 3 to 9 show a further embodiment of an internal gear pump 10 ', which corresponds in terms of structure and mode of operation of the internal gear pump of FIGS. 1 and 2.
  • the same elements are therefore identified by the same reference numerals.
  • the following section essentially explains the differences. 15 073928
  • the housing 12 has a housing base 70 and a housing cover 72.
  • an axial recess 74 is formed, which is closed by the housing cover 72 in the axial direction.
  • the housing 12 further includes a housing pot 76 which is inserted into the axial recess.
  • the housing pot 76 has a ring element receptacle 78 (see also FIG. 5), within which the ring element 20 is accommodated coaxially with the inner rotor axis 32.
  • the axial recess 74 has a recess bottom 80.
  • the housing pot 76 is arranged in the axial direction between the recess bottom 80 and the housing cover 72.
  • the internal gear pump 10 'by means of a drive motor 82 can be driven, for example in the form of an electric motor.
  • the inner rotor 14 is rotatably supported by a bearing pin 84 with respect to the ring member 20.
  • the housing pot 76 has a pot ring or -kränz 88 which extends substantially in the axial direction, and a pot bottom 90.
  • the pot bottom 90 is disposed in the axial recess 74 adjacent to the recess bottom 80.
  • the pot ring 88 extends from this in the axial direction up to the housing cover 72.
  • the housing pot has a first pot channel 92 and a second pot channel 94.
  • the first pot channel 92 forms part of the first fluid channel 62.
  • the second pot channel 94 forms part of the second fluid channel 64.
  • a manifold portion 98 is formed, which is formed in the manner of a bag recess in the pot bottom 90.
  • the first cup channel 92 extends from one axial end toward the opposite axial end of the cup bottom 90.
  • the second cup channel 94 extends from a bottom of the manifold portion 98 in the axial direction toward the opposite axial end of the cup bottom 90.
  • a radial recess 100 is further formed, which extends over a 15 073928
  • the housing pot 76 also has a pin receptacle 102, along which the eccentric pin 52 is guided, as best seen in FIGS. 3 and 4.
  • a pin receptacle 102 On a peripheral wall of the axial recess 74 an axially extending, unspecified radial recess is provided which serves together with the pin receptacle 102 for receiving the pin 52.
  • the housing pot is fixed in the direction of rotation with respect to the housing base 70.
  • the pin 52 can serve as a stop for the ring member 20 due to the radial recess 100, which is located within the ring member receptacle 78 of the housing pot 76.
  • first outer circumferential opening 104 and / or a second outer circumferential opening 106 may be formed on the pot ring 88.
  • the openings 104, 106 may each be parts of the connections 44 and 46, respectively.
  • the radial recess 100 is connected to the distributor region 98 in the radial direction such that fluid can pass from the distributor region 98 into a circumferential region between the inner circumference of the annular element receiver 78 and the outer circumference of the annular element 20.
  • the ring element 20 is shown in Figures 4 and 7 and 8 closer Darge ⁇ represents.
  • the ring element 20 includes an annular ring 1 12 extending in the axial direction and a ring base 14. On the ring bottom, a first transfer channel 1 16 is formed and a second transfer channel 1 18. The over ⁇ gabekanäle 1 16, 1 18 extend in the axial direction through the ring bottom 1 14 therethrough. The transfer channels 1 16, 1 18 are associated with the pot channels 92, 94. In the two end positions of the ring member 20 (first rotational position A and second Drehpositi ⁇ on B of Fig. 1 and 2) are the transfer channels 1 16, 1 18 is aligned with the respective plug channel 92, 94, so that the fluid chambers 58, 60 (see Also Fig. 4) over the EP2015 / 073928
  • Transfer channels 1 16, 1 18 and the pot channels 92, 94 may be connected to respective fluid channels 62, 64 in the housing (and / or with other channels).
  • the ring member 20 has at its outer periphery between the first shoulder 54 and the second shoulder 56 has a pivoting recess 120, within which the pin 52 is guided during a pivoting operation.
  • the ring bottom 1 14 on its side facing the rotor set 18, a first kidney-shaped recess 122 and a second kidney-shaped recess 124 which do not extend through the ring bottom 1 14 therethrough.
  • the transfer channels 1 16, 1 18 connect respective bottoms of the kidney-shaped recesses 122, 124 with the axially opposite side.
  • the kidney-shaped recesses 122, 124 in the rotational positions A, B each form a suction or pressure kidney.
  • the ring member 20 On the outer periphery in the region between the first shoulder 54 and the second shoulder 56, in the circumferential direction subsequent to the Verschwenkaus Principleung 120, the ring member 20 has a first torquenutabrough 126 and a second torquenutabrough 128.
  • the groove sections 126, 128 can be of different widths and depths in the axial and in the radial direction and can realize bypass functions and / or diaphragm functions, for example for a partial flow of the pumped fluid passed through them.
  • Figures 10 to 12 show the internal gear pump 10 'of Figures 3 to 9, respectively in an assembled state.
  • Fig. 10 shows the pump while in a state in which the ring member 20 is in a first rotational position A.
  • Fig. 12 shows the ring member 20 in a second rotational position B.
  • the rotational positions A, B correspond to end positions of the ring element.
  • Fig. 1 1 shows an intermediate position C of the ring member, wherein the ring member between the positions A and B is located. 8th
  • FIG. 10 shows a state in which the inner rotor 4 is driven in the first rotational direction 48.
  • the shoulder 54 is in abutment with the eccentric pin 52.
  • the outer rotor 16 rotates in the same direction.
  • the pot channels 92, 94 and the transfer channels 1 16, 1 18 are aligned with each other.
  • fluid is drawn in from the first fluid space 58 and discharged via the second fluid space 60 under pressure.
  • Fig. 12 shows the opposite direction of rotation 49 of the inner rotor, wherein the ring member 20 is in the second rotational position and the shoulder 56 abuts the pin 52.
  • FIG. 11 shows an intermediate position C of the ring element 20.
  • the direction of rotation 48 is reversed, the following happens.
  • the outer rotor is also driven in the opposite direction of rotation by the inner rotor 14. Due to viscous shear friction between the outer rotor and the ring member 20, the ring member is then taken in this new direction of rotation 49.
  • the first transfer channel 1 16 is no longer aligned with the first pot channel 92 (and the second transfer channel 1 18 is therefore no longer aligned with the second pot channel 94), that is between the inner rotor and the Outer rotor caught fluid present and the inner rotor 14 and the outer rotor 16 are fluidly blocked.
  • the blocked fluid space is shown schematically at 130 in FIG. 11. 3928
  • a drive train for a motor vehicle is shown in schematic form and generally designated 140.
  • the powertrain 140 includes a drive motor 142.
  • the drive motor 142 may be an internal combustion engine, but may also be an electric drive motor to provide drive power.
  • the powertrain 140 further includes a clutch assembly 144, which may be a single clutch or a dual clutch assembly.
  • the powertrain 140 includes a transmission assembly 146, 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 146 may be a dual clutch transmission.
  • the powertrain may further include an electric prime mover 147.
  • the drive train 140 includes a differential 148, by means of which drive power can be distributed to two driven wheels 150L, 150R of the motor vehicle.
  • the drive train 140 further includes a hydraulic circuit 160.
  • an internal gear pump 10 is provided, which is preferably formed in terms of functionality as one of the internal gear pumps 10, 10 'of Fig. 1 to 12.
  • the internal gear pump 10 is an electric motor 82 driven, wherein the electric motor 82 can be driven in both directions of rotation, as is schematically indicated in Fig. 13 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 first fluid connection 22 is connected to a low-pressure region or a tank 162.
  • the hydraulic circuit 160 includes a valve 164, which in the present case is designed as a 3/2-way valve.
  • the valve 164 includes a first hydrau ⁇ lic actuator 166 to bring the valve 164 in a first switching position.
  • the valve 164 may include a return spring 170, which counteracts the first hydraulic actuator 166.
  • the first hydraulic actuator For example, the supply device 166 can be connected to the third fluid connection 26.
  • valve 164 has a second hydraulic actuator 168.
  • the second hydraulic actuator 168 is preferably connected to the fourth fluid port 28.
  • An input of the valve 164 is connected to the second fluid port 24.
  • a first output of the valve 164 is connected to a first hydraulic consumer section 172, which may be associated with the clutch assembly 144, for example.
  • a second output of the valve 164 is presently connected to a second hydraulic consumer section 174, which may be associated, for example, with the gear arrangement 146 or the drive motor 142.
  • a central control device 176 (transmission control device) is provided, which controls the consumer sections 172, 174.
  • the third fluid port 26 may also be directly connected to a consumer section, as shown here by a third hydraulic consumer section 178.
  • the third hydraulic consumer section 178 can be used, for example, to supply fluid to an electric drive motor 147 of the drive train 140, for example to cool it.
  • the electric drive motor 147 may be formed as the only drive motor of the drive train, but may also be a drive motor in the form of an electric machine of a hybrid drive train.
  • second and / or fourth fluid connection 24, 28 can also be connected directly to such a hydraulic consumer section.
  • the consumer sections are generally configured to supply certain components of the drive train 140 with fluid.
  • the consumer sections 3928 are generally configured to supply certain components of the drive train 140 with fluid.
  • Each of the actuators may include actuator means to actuate certain components of the powertrain 140, such as clutches of the clutch assembly 144 and / or clutches of the transmission assembly 146. Further, the consumer portions may each alternatively or additionally be formed as pure lubricating and / or cooling portions. Shown at 180 in schematic form is a pressure source that may act on the internal gear pump 10 to fluidly block the inner rotor and the outer rotor.
  • the pressure source 180 may include a separate pump or accumulator or the like.
  • FIG. 14 shows another embodiment of a hydraulic circuit 160 '. In terms of structure and mode of operation, this corresponds generally to the hydraulic circuit 160 of FIG. 13. The differences will be explained below essentially.
  • the pump 10 is, as in the previous embodiments, preferably an internal gear pump with ring element or envelope ring 20.
  • the turning or twisting of the ring member 20 can be effected by fluid friction, which is caused by the drive of the drive motor 82, as it in Fig. 14 is indicated schematically by a dashed line.
  • a suction port 22 of the pump 10 is connected via a fluid filter unspecified with a tank 62.
  • the pump 10 has a first pressure port 24 and a second pressure port 26.
  • the first pressure port 24 serves to supply a clutch assembly 144 'with cooling or lubricating fluid, as indicated by a consumer section 172'.
  • the second pressure port 26 serves to cool an electric drive machine 147 ', whose cooling jacket is designated as a further hydraulic consumer section 178'.
  • a first check valve 182a is arranged in the connection between the pump 10 and the first hydraulic consumer section 172 '.
  • a second check valve 182b is arranged in the connection between the second pressure port 26 and the further hydraulic consumer section 178 '.
  • the check valves are arranged so that with a promotion of fluid from the respective Pressure port 24, 26 out the respective check valve 182 a, 182 b opens.
  • fluid flow in the opposite direction from one of the consumer sections 172 ', 178' into the pump 10 is prevented by the check valves.
  • This embodiment leads to the following operation.
  • the pump 10 attempts to reverse the flow direction (pumping direction).
  • the check valves 182a, 182b such a flow direction reversal (starting from both basic directions of rotation) is prevented. Consequently, no fluid can flow into the rotor set of the pump 10.
  • the rotor set is thereby hydraulically blocked.
  • the now driven in the opposite direction of rotation rotor set is thus rotated as a unit, which is geometrically possible only when the rotor set is rotated together with the ring element (cam action).
  • the resulting moments on the envelope ring are significantly higher than those moments that could result from frictional forces due to fluid friction.
  • the start of such a rotational movement in a rotation ⁇ direction reversal of the drive motor 82 can thereby be done reliably and quickly.
  • check valves may possibly be integrated into the pump housing or in the ring member 20th

Abstract

Innenzahnradpumpe (10), insbesondere für einen Hydraulikkreis (160) eines Kraftfahrzeugantriebsstranges (140), mit einem Gehäuse (12); einem Innenrotor (14), der in dem Gehäuse (12) um einen Innenrotorachse (32) drehbar gelagert ist und eine Außenverzahnung aufweist, einem Außenrotor (16), der in dem Gehäuse (12) um eine Außenrotorachse (36) drehbar gelagert ist und eine Innenverzahnung aufweist, die zur Erzielung einer Pumpwirkung mit der Außenverzahnung des Innenrotors (14) in Eingriff steht, einem Ringelement (20), das in dem Gehäuse (12) zwischen einer ersten Position (A) und einer zweiten Position (B) verschwenkbar ist. Dabei wird ein Verschwenken des Ringelementes (20) zwischen der ersten Position (A) und der zweiten Position (B) in zumindest einer Richtung dadurch unterstützt, dass der Innenrotor (14) und der Außenrotor (16) zumindest in einem Teil des gesamten Verschenkbereiches gegeneinander blockierbar sind.

Description

Innenzahnradpumpe und Pumpyerfahren
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innenzahnradpumpe, insbesondere für einen Hydraulikkreis eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, mit einem Gehäuse, das vorzugsweise 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.
[0002] Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Pumpenanordnung mit einer ein verschwenkbares Ringelement aufweisende Pumpe, die in einer ersten Drehrichtung Fluid in einer ersten Strömungsrichtung fördert, insbesondere eine Innenzahnradpumpe der oben beschriebenen Art.
[0003] Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Innenzahnradpumpe, insbesondere eine Innenzahnradpumpe der oben genannten Art, wobei die Innenzahnradpumpe einen Rotorsatz und ein Ringelement aufweist, wobei das Ringelement begrenzt verschwenkbar ist, wobei der Rotorsatz ein Rotorelement mit einer ersten Rotorachse und ein zweites Rotorelement mit einer zweiten Rotorachse aufweist, wobei das Ringelement um die erste Rotorachse verschwenkbar ist.
[0004] Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung einen Hydraulikkreis, ins¬ besondere für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer derartigen Innenzahnradpumpe. 2015/073928
2
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] 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, 15 073928
3 hin zu einem Bereich der Pumpe verlegt werden müssen, die in der Regel im Inneren des Gehäuses angeordnet ist.
[0009] 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.
[0010] Bei Innenzahnradpumpen ist es ferner bekannt, einen Rotorsatz in einem Ringelement zu lagern, das zwischen zwei Verschwenkpositionen verschwenkbar ist. Mit einem solchen Ringelement bzw. Umkehrring ist es bspw. möglich, die Förderrichtung der Innenzahnradpumpe unabhängig von der Antriebs-Drehrichtung des Rotorsatzes beizubehalten.
[0011] Das Verschwenken des Ringelementes erfolgt bei Umkehren der Drehrichtung aufgrund von einer Reibwirkung. Generell ist es hierbei bekannt, dass das Ringelement bei Umkehren der Antriebs-Drehrichtung durch viskose Fluidreibung in Drehrichtung mitgenommen wird, bis das Ringelement die entgegengesetzte Ver- schwenkposition erreicht hat. Das Verschwenken des Ringelementes erfolgt somit durch ein Schleppmoment, das durch viskose Scherreibung im Fluid zwischen Außenrotor des Rotorsatzes und einer Ringaufnahme des Ringelementes hervorgerufen wird. Dies kann dazu führen, dass das Ringelement nicht sofort oder nicht vollständig umschwenkt. Ferner kann die Dauer des Verschwenkvorganges des Ringelementes in starkem Maße variieren, in Abhängigkeit unter anderem von der Temperatur und Viskosität des geförderten Fluides.
[0012] Andere Innenzahnradpumpen mit einem solchen Ringelement verwenden eine gezielt vorgesehene Reibeinrichtung zwischen dem Außenrotor und dem hinsichtlich der Drehposition umschaltenden Ringelement bzw. Exzenterring. Durch diese Reibeinrichtung geht ein Teil der Antriebsleistung verloren, da die Reibeinrichtung ständig in Wirkeingriff ist und folglich Antriebsleistung in Wärme umwandelt. Außerdem unterliegen derartige Reibeinrichtung einem lokalen Verschleiß, was zu Betriebsstörungen durch Abrieb führen kann und die Lebensdauer herabsetzen kann.
[0013] Beispielsweise offenbart das Dokument DE 27 42 821 A1 als Reibeinrichtung eine Blattfeder und eine Kupplungseinrichtung, die auf den Außenrotor wirken.
[0014] Aus dem Dokument DE 29 36 066 C2 sind zwei tangential angeordnete Blattfedern in dem Ringelement als Reibeinrichtung vorgesehen.
[0015] Ferner ist es aus dem Dokument GB 20 20 365 B bekannt, in dem Ringelement eine abgewinkelte Doppel-Blattfeder als Reibeinrichtung anzuordnen.
[0016] Das Dokument DE 35 43 488 C2 offenbart zu diesem Zweck einen geschlitzten Exzenterring mit leichter Klemmwirkung bei geringen Pumpen-Drehzahlen. Ferner offenbart das Dokument DE 197 19 692 B4 eine Reibeinrichtung mit einer um den Außenrotor gelegten Bandfeder.
[0017] Weitere Rotorpumpen mit Ringelement sind bekannt aus den Dokumenten DE 10 201 1 122 642 A1 (= US-B-8,444,401 ) sowie EP 0 330 315 B1 .
[0018] Schließlich offenbart die Publikation DE 10 2013 1 10 400 A1 eine In- nenzahnradpumpe, bei der 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.
[0019] Während es aus dem Stand der Technik generell bekannt ist, in eine solche Innenzahnradpumpe ein Ringelement zu integrieren, wird in der DE 10 2013 1 10 8
5
400 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.
[0020] 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.
[0021] Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Innenzahnradpumpe, ein verbessertes Pumpverfahren sowie einen verbesserten Hydraulikkreis anzugeben, wobei insbesondere ein Umschwenkverhalten des Ringelementes verbessert werden kann.
[0022] Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Innenzahnradpumpe dadurch gelöst, dass ein Verschwenken des Ringelementes zwischen der ersten Position und der zweiten Position in zumindest eine Richtung dadurch unterstützt wird, dass der Innenrotor und der Außenrotor zumindest in einem Teil des gesamten Verschwenkberei- ches gegeneinander blockierbar sind.
[0023] Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Pumpenanordnung mit einer ein verschwenkbares Ringelement aufweisenden Pumpe, die in einer ersten Drehrichtung Fluid in einer ersten Strömungsrichtung fördert, insbesondere mit einer Innenzahnradpumpe der erfindungsgemäßen Art, und mit einer Ventilanordnung, die bei einer Drehrichtungsumkehr der Pumpe eine Umkehr der Strömungsrichtung verhindert, um ein Verschwenken des Ringelements zu fördern.
[0024] Ferner wird die obige Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren zum Betreiben einer Innenzahnradpumpe dadurch gelöst, dass ein Verschwenken des Ringelementes zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position in zumindest einer Richtung dadurch unterstützt wird, dass das erste und das zweite Rotorelement zumindest für einen Teil des Verschwenkbereiches gegeneinander blockiert werden.
[0025] Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Innenzahnradpumpe ein verbesserter Hydraulikkreis realisiert werden, insbesondere für einen Kraftfahrzeugantriebstrang.
[0026] Durch das Blockieren des Rotorsatzes wirkt der Rotorsatz für das Ringelement als eine Art Nocken, der das Ringelement in der neuen Drehrichtung bei einem Verschwenkvorgang zwangsweise über seine innere exzentrische Form mitnimmt.
Folglich ist zumindest innerhalb dieses Teiles des Verschwenkbereiches ein sicheres und schnelles Verschwenken des Ringelementes gewährleistet und im Wesentlichen unabhängig von der Viskosität und Temperatur des geförderten Fluides.
[0027] Unter einem Blockieren des Rotorsatzes wird vorliegend verstanden, dass der Innenring und der Außenring nicht oder nur wenig gegeneinander verdrehbar sind. Das Verdrehen des Ringelementes erfolgt in dem genannten Teil des Verschwenkbereiches zwangsweise, also nicht nur unterstützend. Die Aktivierung der Blockierung erfolgt vorzugsweise bei Drehrichtungsumkehr. Vorzugsweise erfolgt die Aktivierung dieser Blockade des Rotorsatzes selbsttätig.
[0028] Für einen ersten Teil des Verschwenkbereiches und ggf. für einen letzten Teil des Verschwenkbereiches kann das Verschwenken des Ringelementes im Wesentlichen aufgrund von viskoser Fluidreibung, insbesondere Scherreibung im Bereich zwischen einer Rotoraufnahme des Ringelementes und dem Außenrotor erfolgen.
[0029] Bei der vorgeschlagenen Lösung wird im normalen Betrieb der Innenzahnradpumpe, d.h. in den Endlagen des Ringelementes, im Wesentlichen keine zusätzli¬ che Anforderung an das Antriebsmoment gestellt. Ausschließlich während des Ver- schwenkens des Ringelementes, d.h., wenn das Ringelement sich nicht in einer seiner Endlagen befindet, wird durch das Blockieren des Rotorsatzes die Fixierung des Außenrotors am vorzugsweise angetriebenen Innenrotor erreicht, so dass der Außenrotor in seiner exzentrischen Lage verschwenkt wird, wobei der Außenrotor das Ringelement durch seine nockenartige unrunde Form formschlüssig mitnimmt.
[0030] Durch das Blockieren des Rotorsatzes kann das Verschwenken des Ringelementes bei Drehrichtungsumkehr mit einer höheren Sicherheit realisiert werden.
[0031] Der Begriff der Innenzahnradpumpe soll vorliegend sowohl Innenzahn- radpumpen als auch Zahnringpumpen (= Gerotor-Pumpen) beinhalten. Insbesondere betrifft die vorliegende Anmeldung Zahnringpumpen.
[0032] 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.
[0033] Ein erster Fluidanschluss des Gehäuses kann beispielsweise mit einem Tank bzw. einem Reservoir für Hydraulikfluid verbunden sein. Ein zweiter Fluidanschluss kann beispielsweise als Druckanschluss ausgebildet sein.
[0034] Generell ist es denkbar, dass das Ringelement innerhalb des Gehäuses um eine zu der Innenrotorachse exzentrische Achse verschwenkt wird.
[0035] 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.
[0036] Dabei ist die Ringelementachse vorzugsweise gleich der Innenrotor¬ achse. [0037] Ferner ist es insbesondere vorteilhaft, wenn ein erster Fluidanschluss des Gehäuses unabhängig von der Drehrichtung des Innenrotors als Sauganschluss ausgebildet ist und wenn ein zweiter Fluidanschluss unabhängig von der Drehrichtung des Innenrotors als Druckanschluss ausgebildet ist.
[0038] Bei der Erfindung dient das Ringelement insbesondere dazu, um die Pumprichtung unabhängig von der Antriebs-Drehrichtung beizubehalten, kann jedoch auch zur Umkehrung der Pumprichtung verwendet werden. Das Ringelement ist insbesondere als Exzenterring ausgebildet, bei dem der Außenrotor exzentrisch in Bezug auf die Innenrotorachse gelagert ist. Mit anderen Worten ist eine Außenrotoraufnahme des Ringelementes vorzugsweise exzentrisch versetzt zu der Innenrotorachse. Das Ringele¬ ment ist vorzugsweise jedoch um die gleiche Achse verdrehbar wie der Innenrotor.
[0039] Der Außenrotor weist vorzugsweise einen Zahn mehr auf als der Innenrotor.
[0040] Generell ist es denkbar, dass das Blockieren des Rotorsatzes auf mechanische Art und Weise erfolgt, beispielsweise durch eine mechanische Kupplung oder dergleichen.
[0041] Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn der Rotorsatz in Form des Innenringes und des Außenrotors zur Unterstützung des Verschwenkens des Ringelementes fluidisch blockierbar ist.
[0042] Unter einem fluidischen Blockieren wird vorliegend verstanden, dass wenigstens ein Fluidraum zwischen Innenrotor und Außenrotor über wenigstens einen Teil des Verschwenkbereiches des Ringelementes im Wesentlichen ein konstantes Volumen beibehält, also im Wesentlichen keinen Abfluss und keinen Zufluss hat. Ein derartiges fluidisches Blockieren bzw. hydraulisches Blockieren bzw. Absperren erfolgt vorzugsweise selbstsperrend. 9
[0043] Hierbei wird ab einem bestimmten Schwenkwinkel des Ringelementes ein Zu- und ein Abfluss dieses Fluidraumes nach der Art eines Schieberventiles gesperrt, wobei das Sperren vorzugsweise selbsttätig erfolgt.
[0044] Durch das Blockieren des Rotorsatzes wirkt dieser wie ein Nocken für das Ringelement, so dass das Ringelement zumindest in einem Teil des gesamten Verschwenkbereiches zwangsweise über seine innere exzentrische Form in der neuen Drehrichtung mitgenommen wird.
[0045] Bei der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung, bei der eine Ventilanordnung bei einer Drehrichtungsumkehr der Pumpe eine Strömungsrichtungsumkehr verhindert, um ein Verschwenken des Ringelementes zu fördern, erfolgt das fluidische Blockieren also durch die Ventilanordnung.
[0046] Anstelle eines fluidischen Blockierens kann, wie oben erwähnt, eine mechanische Blockiereinrichtung vorgesehen sein. Diese kann nach der Art einer Kupplung ausgebildet sein, die elektrisch, magnetisch, fluidisch oder auf eine sonstige Art und Weise betätigt wird.
[0047] Insgesamt ist es gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor ein erster und ein zweiter volumenveränderlicher Fluidraum ausgebildet sind, wobei das Gehäuse einen ersten Fluidkanal zur Verbindung mit dem ersten volumenveränderlichen Fluidraum und einen zweiten Fluidkanal zur Verbindung mit dem zweiten volumenveränderlichen Fluidraum aufweist.
[0048] Einer der beiden Fluidräume ist ein Verdrängungsvolumen, das mit einem Druckanschluss der Pumpe verbindbar ist, wobei der andere Fluidraum als Expansionsvolumen ausgebildet ist, der mit einem Sauganschluss der Fluidpumpe verbunden ist. Die Fluidräume sind keine festen Räume, sondern werden immer wieder neu aufgrund des Zahneingriffs zwischen Innenrotor und Außenrotor gebildet, insbesondere, da der Außenrotor vorzugsweise einen Zahn mehr aufweist als der Innenrotor. Die Fluidräume können je nach Drehrichtung jeweils als Verdrängungsvolumen oder als Expansionsvolumen ausgebildet sein. Generell können die Fluidräume mittels einer Sichel gebildet sein, sind jedoch vorzugsweise unmittelbar zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor gebildet.
[0049] Von besonderem Vorzug ist es, wenn der erste volumenveränderliche Fluidraum und der erste Fiuidkanal und/oder der zweite volumenveränderliche Fluidraum und der zweite Fiuidkanal gegeneinander absperrbar sind.
[0050] Durch diese Maßnahme ist es möglich, den Innenrotor und den Außen¬ rotor fluidisch zu blockieren, um ein Verschwenken des Ringelementes zu unterstützen.
[0051] Es versteht sich dabei, dass das gegeneinander Absperren von Fluidraum und Fiuidkanal jeweils vorzugsweise nur über einen begrenzten Verschwenkbereich erfolgt, der zwischen zwei Endlagen des Ringelementes angeordnet ist und der vorzugsweise größer ist als 45°, insbesondere 90°.
[0052] Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist die Pumpe wenigstens einen Übergabekanal auf, der einen volumenveränderlichen Fluidraum zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor und einen mit einem Fluidan- schluss verbundenen Fiuidkanal in dem Gehäuse in einer Pump-Verschwenkposition des Ringelementes miteinander verbindet und in einer Absperr- Verschwenkposition zumindest teilweise gesperrt ist.
[0053] Bei der Pump-Verschwenkposition kann es sich um die erste oder die zweite Position des Ringelementes handeln, insbesondere um eine der Endlagen des Ringelementes. Die Absperr-Verschwenkposition liegt vorzugsweise zwischen der ersten und der zweiten Position und kann durch einen Verschwenkbereich gebildet sein, der kleiner ist als 180°, vorzugsweise kleiner als 150°, insbesondere kleiner als 120°.
[0054] Der Übergabekanal kann in der Absperr-Verschwenkposition durch einen separaten Schieber abgesperrt werden, oder durch das Ringelement oder einen 8
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Abschnitt des Gehäuses oder dergleichen. Bevorzugt ist es, wenn das Absperren des Übergabekanals durch einen Verdrehvorgang eines solchen Elementes erfolgt.
[0055] Die Absperrung erfolgt in der Absperr-Verschwenkposition vorzugsweise vollständig, bis auf etwaige Leckageverluste.
[0056] Bevorzugt ist es, wenn die Pumpe einen ersten und einen zweiten Übergabekanal aufweist, von denen einer einem Druckanschluss und der andere einen Sauganschluss der Pumpe zugeordnet ist.
[0057] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung darstellt, weist das Ringelement einen sich in radialer Richtung erstreckenden Ringboden auf.
[0058] Während Ringelemente wie Exzenterringe im Stand der Technik generell als reine Ringelemente ausgebildet sind, die sich um den Außenrotor herum erstrecken, weist das Ringelement bei diesem Aspekt ein Ringboden auf, der sich in radialer Richtung erstreckt. Das Ringelement weist vorzugsweise einen sich axial erstreckenden Ringkranz auf, der um den Außenrotor herum angeordnet ist. Ringboden und Ringkranz sind vorzugsweise an einem axialen Ende des Ringkranzes miteinander verbunden. Die Verbindung erstreckt sich vorzugsweise über wenigstens 180°, insbesondere wenigstens 270°.
[0059] Der Ringboden ist vorzugsweise in axialer Richtung gesehen zwischen dem Rotorsatz aus dem Außenrotor und dem Innenrotor und einem Boden eines Gehäuseabschnittes angeordnet.
[0060] Der Ringboden kann zu vielfältigen Zwecken verwendet werden und kann die Variabilität der Pumpe verbessern. [0061] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Übergabekanal in dem Ringboden ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen in axialer Richtung.
[0062] Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass der Übergabekanal in der ersten und der zweiten Position des Ringelementes mit einem Fluidkanal in dem Gehäuse ausgerichtet ist, um die Verbindung zwischen dem Fluidraum und dem Fluidka¬ nal einzurichten. Der Fluidkanal ist dabei vorzugsweise mit einem Anschluss des Gehäu¬ ses verbunden.
[0063] Sobald sich das Ringelement bei einer Drehrichtungsumkehr aus einer Endposition löst und verdreht wird, beispielsweise aufgrund von viskoser Scherreibung, wie oben erläutert, gerät der Übergabekanal in eine Position, bei der er nicht mehr mit dem Fluidkanal ausgerichtet ist und folglich zu dem Gehäuse hin abgesperrt ist.
[0064] Das Ringelement bildet für diesen Fall selber eine Art Ventilschieber, um den Übergabekanal entweder mit einem Fluidkanal auszurichten und zu verbinden, oder aber gegenüber dem Fluidkanal abzusperren.
[0065] Der Übergabekanal erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung durch den Ringboden hindurch.
[0066] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Ringboden des Ringeiementes eine nierenförmige Ausnehmung ausgebildet, die in einer Pump- Verschwenkposition des Ringelementes mit einem volumenveränderlichen Fluidraum zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor verbunden ist.
[0067] Die nierenförmige Ausnehmung erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung nicht durch den Ringboden hindurch, sondern ist als flache Ausnehmung auf der dem Rotorsatz zugewandten Seite des Ringboden ausgebildet. Die nierenförmige Aus¬ nehmung bildet hierbei die Saug- oder die Druckniere der Pumpe. [0068] Besonders bevorzugt ist es, wenn die nierenförmige Ausnehmung mit einem sich axial durch den Ringboden hindurch erstreckenden Übergabekanal verbunden ist.
[0069] Der Übergabekanal erstreckt sich vorzugsweise von einem Boden der nierenförmigen Ausnehmung bis hin zu einem gegenüberliegenden axialen Ende des Ringbodens des Ringelementes.
[0070] Es versteht sich, dass die Pumpe vorzugsweise zwei Übergabekanäle in dem Ringboden aufweist, und zwei nierenförmige Ausnehmungen, die den jeweiligen Übergabekanälen zugeordnet sind, um auf diese Weise eine Druckniere und eine Saugniere der Pumpe zu bilden. Die Saugniere und die Druckniere sind bei der erfindungsgemäßen Pumpe nicht gehäusefest ausgebildet, sondern sind an dem Ringboden des Ringelementes ausgebildet, erfüllen jedoch in den Endlagen des Ringelementes jeweils die Funktion von Saugniere und Druckniere. Es versteht sich, dass die nierenförmigen Ausnehmungen zu diesem Zweck vorzugsweise symmetrisch ausgebildet sind, so dass jede der nierenförmigen Ausnehmungen, je nach Lage des Ringelementes, entweder als Saugniere oder als Druckniere wirken kann.
[0071] Gemäß einer weiteren insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse eine Gehäusebasis und einen Gehäusetopf auf, wobei die Gehäusebasis eine axiale Ausnehmung aufweist, in die der Gehäusetopf eingesetzt ist, wobei der Gehäusetopf eine Ringelementaufnahme zur drehbaren Aufnahme des Ringelementes aufweist.
[0072] Generell ist es zwar denkbar, dass das Ringelement unmittelbar in einer axialen Ausnehmung der Gehäusebasis angeordnet ist, um innerhalb einer solchen Ringelementaufnahme verdreht gelagert zu werden. Durch die drehbare Lagerung des Ringelementes in einer Ringelementaufnahme eines Gehäusetopfes, der in eine axiale Ausnehmung der Gehäusebasis eingesetzt ist, können jedoch eine Vielzahl von weiteren Funktionen kostengünstig realisiert werden, wie beispielsweise weitere Fluidanschlüsse, Bypass- und Blendenfunktionen, Ventilfunktionen, etc. 15 073928
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[0073] Der Gehäusetopf ist vorzugsweise konzentrisch zu der Innenrotorachse angeordnet, so dass auch die Ringelementaufnahme konzentrisch zu der Innenrotorachse ausgerichtet ist. Der Gehäusetopf ist vorzugsweise drehfest innerhalb der Gehäusebasis aufgenommen. Die Fluidkanäle in dem Gehäuse werden dabei gebildet über Bohrungen oder dergleichen in der Gehäusebasis sowie durch axial ausgerichtete Topfkanäle, die sich durch den Gehäusetopfboden hindurch erstrecken. Auf der dem Ringelement und dem Rotorsatz abgewandten axialen Seite des Gehäusetopfbodens können diese Topfkanäle mit Verteilernieren oder dergleichen verbunden sein, um beispielsweise an einen solchen Axialkanal mehrere Fluidkanäle anschließen zu können.
[0074] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Gehäusebasis dabei mit einem Exzenterstift verbunden, derart, dass der Gehäusetopf über den Exzenterstift verdrehfest in Bezug auf die Gehäusebasis festgelegt ist und/oder der Exzenterstift einen Drehanschlag für das Ringelement bildet.
[0075] Der Exzenterstift, der beide genannten Funktionen erfüllen kann (wobei hierfür jedoch auch zwei separate Stifte vorgesehen sein können) erstreckt sich vorzugsweise von einem Ausnehmungsboden der axialen Ausnehmung der Gehäusebasis in axialer Richtung. Der Gehäusetopf weist an seinem Boden und/oder im Bereich von seinem Außenumfang eine Durchbrechung auf, die von dem Exzenterstift durchsetzt ist. Das Ringelement weist an seinem Außenumfang vorzugsweise zwei umfänglich versetzte Radialschultern auf, die an dem Exzenterstift je nach Drehposition anschlagen (in den Endpositionen des Ringelementes). Zwischen den Radialschultern ist dabei vorzugsweise eine Radialausnehmung ausgebildet, die vorzugsweise konzentrisch zu der Innenrotorachse ausgerichtet ist.
[0076] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung darstellt, weist das Ringelement an seinem Außenumfang wenigstens einen Umfangsnutabschnitt auf, mittels dessen in Abhängigkeit von einer Drehposition des Ringelementes ein hydraulischer Bypass und/oder eine Blendenfunktion einrichtbar ist. [0077] Durch diese Maßnahme kann das Ringelement weitere Funktionen einer solchen Pumpe erfüllen.
[0078] Ferner ist es vorteilhaft, wenn an einem Gehäusetopf, innerhalb dessen das Ringelement verdrehbar gelagert ist, eine außenumfängliche Durchbrechung ausgebildet ist.
[0079] Diese kann beispielsweise zur Fluidkommunikation mit einem solchen Umfangsnutabschnitt des Ringelementes ausgebildet sein. Die Durchbrechung kann jedoch auch zur Fluidkommunikation mit Fluidkanälen in der Gehäusebasis oder dergleichen ausgebildet sein.
[0080] Während bei den obigen Ausführungsformen eine Blockage des Rotorsatzes durch Absperren von wenigstens einem Fluidraum des Rotorsatzes erzielt wird, ist es in einer alternativen Ausführungsform auch möglich, dass ein Druck in dem volumenveränderlichen Fluidraum während zumindest eines Teils eines Verschwenkvorganges des Ringelementes durch eine externe bzw. separate Druckquelle aufgebracht wird.
[0081] Eine solche Druckquelle kann insbesondere durch einen Druckspeicher gebildet sein.
[0082] Die erfindungsgemäße Innenzahnradpumpe und das zugehörige Verfahren zu deren Betrieb beinhaltet vorzugsweise wenigstens eine der folgenden Maßnahmen. Der Rotorsatz (bestehend aus Innen- und Außenrotor) läuft vorzugsweise in einem Ringelement mit einer exzentrischen Außenrotoraufnahme, wobei das Ringelement zumindest einseitig einen Boden aufweist und dort Übergabekanäle zum feststehenden Gehäuse der Pumpe besitzt. Bei einer Drehrichtungsumkehr am Pumpeneingang wird das Ringelement verschwenkt, wobei der Verschwenkvorgang zunächst noch vergleichbar wie im Stand der Technik durch viskose Scherreibung des Fluides erreicht wird. Bei einer Verdrehung des Ringelementes um einen relativ geringen Winkel, der vorzugsweise kleiner ist als 50°, insbesondere kleiner als 40°, insbesondere kleiner als 30°, werden diese Übergabekanäle verschlossen. Beim weiteren Drehen des Rotorsatzes durch Antreiben des Innenrotors entsteht ein hoher Innendruck im ausgangsseitigen Teil bzw. im Fluidraum des Rotorsatzes, da das dort befindliche Fluid nicht über einen Übergabekanal abfließen kann. Durch das zwischen Innenrotor und Außenrotor des Rotorsatzes befindliche Fluidpolster wird der Rotorsatz nun in seiner exzentrischen Lage verblockt und der Innenrotor und der Außenrotor müssen nun gemeinsam eine Schwenkbewegung ausführen, die durch das Antriebsmoment (das vorzugsweise auf den Innenrotor wirkt) aufgebracht wird. Der so verblockte Rotorsatz wirkt hierbei als ein Schwenknocken für das Ringelement, das bei dieser Schwenkbewegung mitgenommen wird, bis das Ringelement die andere Endlage in dem Gehäuse erreicht. Kurz vor dem Erreichen dieser weiteren Endlage werden die Übergabekanäle wieder mit Fluidkanälen in dem Gehäuse verbunden, so dass das Fluid des Fluidpolsters abfließen kann und die Blockage des Rotorsatzes aufgehoben wird. Dies kann kurz vor Erreichen der Endlage eingerichtet werden, so dass der letzte Bereich des Verschwenkvorganges bis zu Endlage wiederum über viskose Scherkräfte (Fluidreibung) erfolgt.
[0083] In jedem Fall kann das Ziel einer sicheren Umschaltung erreicht werden.
[0084] Die Übergabekanäle können durch radiale Übergabekanäle,
oder auf sonstige Grenzen des Rotorsatzes aufgeteilt, angewendet werden.
[0085] Der Ringboden des Ringelementes könnte auch getrennt von dem Ringelement ausgeführt sein, so dass der getrennt von dem Ringelement ausgeführte Ringboden als eine Art Ventilschieber wirkt. Das Ringelement könnte auch als geschlossenes Sub-Gehäuse, mit beidseitig angebrachten Ringböden, ausgeführt sein.
[0086] Die Übergabekanäle können vielgestaltig und mehrteilig ausgeführt sein, wobei durch Einsatz von mehreren Bohrungen der Übergabequerschnitt gezielt schwenk- winkelabhängig ausgeführt sein kann.
[0087] Die Anwendung der verschließbaren Übergabestellen bzw. -kanäle zur Verbesserung des Umschaltverhaltens kann bei allen Innenzahnradpumpen für wechselnde Drehrichtungen mit Ringelement zum Einsatz kommen. [0088] In manchen Fällen können Fluidanschlüsse der Innenzahnradpumpe dann, wenn das Ringelement als Ventilschieber bzw. Drehschieber verwendet wird, für weitere Funktionen mittels der Innenzahnradpumpe eingerichtet werden, beispielsweise als Umschaltelement für ein mechanisches Umschaltventil.
[0089] Das Umschaltverhalten kann gegenüber Lösungen des Standes der Technik deutlich verbessert werden, insbesondere auch bei niedrigen Fluidviskositäten (z.B. Getriebeöl bei höheren Betriebstemperaturen). Eine Umschaltsicherheit muss nicht mit einem erhöhten Reibmoment (Wirkungsgradverschlechterungen) im Betrieb der Pumpe erkauft werden. Die Innenzahnradpumpe kann mit einer geringen Anzahl von Bauteilen ausgeführt werden und kann kostengünstig montiert werden.
[0090] Ein Risiko für ein Steckenbleiben des Ringelementes in einer Mittelstellung wird durch die vorgeschlagene Lösung extrem reduziert. Somit fallen selbst bei kritischen Anwendungen keine weiteren Aufwände für die Erkennung der Schwenkwinkelendlage des Ringelementes (z.B. Positionssensoren) an. Das Verschwenken des Ringelementes kann bei der vorgeschlagenen Lösung extrem schnell erfolgen, bei kompletter hydraulischer Blockierung durch eingesperrtes Fluid vorzugsweise innerhalb einer halben Umdrehung am Antrieb der Pumpe. Hierdurch werden Wartezeiten für das Umschwenken des Ringelementes minimiert, da das Schwenkmoment nicht alleine durch das Schlepp¬ moment (verursacht durch die viskose Scherreibung im Fluid zwischen Außenrotor und Ringelement) erzeugt werden muss, sondern von einem Antriebsmoment des Antriebs der Innenzahnradpumpe selbst zur Verfügung gestellt werden kann. Bei einem Ver¬ schwenken des Ringelementes durch viskose Scherreibung wird eine stetige Differenzdrehzahl benötigt, um diese Scherreibung aufzubauen.
[0091] Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist es in einer Variante von Vorzug, wenn ein dritter Fluidanschluss und/oder ein vierter Fluidanschluss des Gehäuses mit einem Verbraucherabschnitt des Hydraulikkreises verbunden ist.
[0092] Durch diese Maßnahme kann beispielsweise in einer Variante über einen 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 Abhän¬ gigkeit von der Drehrichtung über den vierten Fluidanschluss versorgt werden.
[0093] In einer weiteren Variante beinhaltet der Hydraulikkreis ein hydraulisch vorgesteuertes 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.
[0094] 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.
[0095] 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.
[0096] 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. 2015/073928
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[0097] 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.
[0098] Auch bei dieser Art von Hydraulikkreis kann das Ventil über Mittel betätigt werden, die in unmittelbarer Nähe bzw. Nachbarschaft zu der Innenzahnradpumpe angeordnet sind.
[0099] 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.
[00100] 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 Drehrich- tungs-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.
[00101] Auch hierbei kann die Umschaltung des Volumenstromes über Mittel erreicht werden, die in enger örtlicher Zuordnung zu der Innenzahnradpumpe angeordnet sind.
[00102] In einer Ausführungsform ist die Drehrichtungs-Sensoranordnung dazu ausgebildet, die Drehrichtung des Motors auf der Grundlage einer Kommutierungsreihen¬ folge von elektrischen Anschlussphasen des Motors zu erfassen. [00103] 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.
[00104] Insgesamt kann mit der vorliegenden Erfindung je nach Ausführungsform wenigstens einer der folgenden Vorteile erreicht werden.
[00105] 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.
[00106] 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.
[00107] Eine bedarfsgerechte Umschaltung des Volumenstroms ist vorzugsweise mit einer minimalen Anzahl an Komponenten realisierbar, bei dadurch geringerem Platzbedarf und bei geringen Bauteile- und Montagekosten.
[00108] Generell ist es von Vorteil, dass ein einfacher mechanischer Aufbau realisiert wird, der mit wenigen Komponenten auf kleinem Bauraum eine einfache Umschal¬ tung 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 Bau- raum-/Packagesituation im Bereich der Pumpen entschärft. T EP2015/073928
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[00109] Ferner kann insgesamt die Umschaltsicherheit des Nutzvolumenstroms durch Umsteuern eines Schaltventils über eine hydraulische Vorsteuerung oder ein elektrisches Signal erhöht werden.
[00110] 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.
[00111] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Innenzahn- radpumpe 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.
[00112] 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.
[00113] Bei der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung ist es von besonderem Vorteil, wenn die Pumpe zwei Druckanschlüsse und einen Sauganschluss aufweist, wobei die Ventilanordnung wenigstens ein Rückschlagventil aufweist, das mit einem der Druckanschlüsse verbunden ist.
[00114] Bei einer Drehrichtungsumkehr der Pumpe versucht die Pumpe zu¬ nächst, auch die Strömungsrichtung (Pumprichtung) umzukehren. Durch die Verwendung eines Rückschlagventils am Druckanschluss kann eine derartige Strömungsrichtungsum- kehr verhindert werden. Demzufolge kann in den Pumpenkern bzw. in den Fluidraum zwischen Innenrotor und Außenrotor kein Fluid strömen, so dass der Rotorsatz (Innenrotor und Außenrotor) hydraulisch blockiert wird, da sich das Volumen nicht ändern kann.
[00115] Folglich können sich Innenrotor und Außenrotor des Rotorsatzes nicht mehr relativ zueinander bewegen, so dass der Pumpenantrieb den exzentrisch gelagerten Rotorsatz als Einheit zu verdrehen versucht, was geometrisch nur möglich ist, wenn der Pumpenkern (Rotorsatz) sich zusammen mit dem Ringelement (Umschlagring) verdreht. Die hierbei auf das Ringelement wirkenden Drehmomente in Verdrehrichtung sind dabei deutlich höher als jene Drehmomente, die sich aus den Drehmomenten aus Reibungskräften ergeben. Insbesondere der Start der Drehbewegung des Ringelementes kann hierdurch zuverlässig und schnell erfolgen.
[00116] Sofern nur einer der Druckanschlüsse bei der zuvor genannten Ausführungsform mit einem Rückschlagventil verbunden ist, kann das Verdrehen des Ringelementes nur bei einer Drehrichtungsumkehr unterstützt werden. Wenn jeder der zwei Druckanschlüsse mit einem Rückschlagventil verbunden ist, kann das Umschlagen des Ringelementes in beiden Richtungen unterstützt werden.
[00117] Es ist ferner bevorzugt, wenn die Pumpe zwei Druckanschlüsse und einen Sauganschluss aufweist und wenn die Ventilanordnung wenigstens ein Rückschlag¬ ventil aufweist, das mit dem Sauganschluss verbunden ist.
[00118] In diesem Fall befindet sich der Strömungswiderstand auf der Saugseite. Ggf. kann sich hierdurch die Kavitationsneigung der Pumpe verschlechtern, es wird jedoch vorzugsweise nur ein Ventil für beide Drehrichtungsumkehrungen benötigt.
[00119] Die Rückschlagventile können außerhalb des Pumpengehäuses ange¬ ordnet sein.
[00120] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch wenigstens ein Rückschlagventil in ein Gehäuse der Pumpe oder in das Ringelement selbst integriert. T EP2015/073928
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[00121] Hierdurch ergibt sich eine kompakte Außenform der Pumpe, auch wenn hier ggf. komplexere Formgebungen im Gehäuse der Pumpe erforderlich sind.
[00122] Mit der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung wird generell erreicht, dass das Ringelement schnell und sicher verdreht werden kann, so dass nach einer Drehrichtungsumkehr des Pumpenantriebs eine Totzeit minimiert wird, in der die Pumpe kein oder nur wenig Fluid fördert.
[00123] 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.
[00124] 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 einen Längsschnitt durch eine Innenzahnradpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Innenzahnradpumpe der Fig. 3;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Gehäusetopfes der Innenzahnrad¬ pumpe der Figuren 3 und 4;
Fig. 6 eine weitere perspektivische Ansicht des Gehäusetopfes der Fig. 5; 3928
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Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Ringelementes der Innenzahnrad- pumpe der Figuren 3 und 4;
Fig. 8 eine weitere perspektivische Ansicht des Ringelementes der Fig. 7;
Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX der Fig. 3;
Fig. 10 eine Teilschnittansicht der Innenzahnradpumpe der Figuren 3 bis 9, wobei das Ringelement sich in einer ersten Position befindet;
Fig. 1 1 eine der Fig. 10 vergleichbare Ansicht, wobei das Ringelement sich in einer Zwischenposition befindet;
Fig. 12 eine der Fig. 10 vergleichbare Ansicht, wobei das Ringelement sich in einer zweiten Position (zweite Endlage) befindet;
Fig. 13 einen Kraftfahrzeugantriebstrang mit einem Hydraulikkreis in schemati- scher Form; und
Fig. 14 eine weitere Ausführungsform eines Hydraulikkreises für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang in schematischer Form.
[00125] In Fig. 1 ist eine Innenzahnradpumpe 10 schematisch dargestellt. Die Innenzahnradpumpe 10 beinhaltet ein Gehäuse 12, einen schematisch angedeuteten Innenrotor 14 und einen schematisch angedeuteten Außenrotor 16, wobei der Innenrotor 14 und der Außenrotor 16 einen Rotorsatz 18 bilden. 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 den Transport des Fluids in den Lücken der Rotor-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 Ring- P T/EP2015/073928
25 element 20 ist konzentrisch zu einer Achse des Innenrotors 14 zwischen zwei Drehpositionen verschwenkbar, von denen eine in Fig. 1 bei A dargestellt ist. Das Ringelement 20 weist ferner eine nicht näher bezeichnete Außenrotoraufnahme auf, die exzentrisch in Bezug auf die Innenrotorachse ausgebildet ist.
[00126] An dem Gehäuse 12 ist ein erster Fluidanschluss 22 ausgebildet, der vorzugsweise als Sauganschluss ausgebildet ist und mit einem Tank 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 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 > P|_-
[00127] In der dargestellten Drehposition A 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 A 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.
[00128] Fig. 2 zeigt die Innenzahnradpumpe 10 der Fig. 1 , wobei das Ringelement 20 sich in einer zweiten Drehposition B befindet. Ferner wird der Innenrotor 14 in einer entgegengesetzten Drehrichtung 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 vorzugsweise 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 B des Ringelementes 20 vorzugsweise mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden, so dass dort ein Druckniveau PH herrscht. EP2015/073928
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[00129] Es ist zu erkennen, dass in dem Gehäuse 12 der 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 A des Ringelementes 20 bildet dieses zwischen einem Außenum- fangsabschnitt 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.
[00130] In Fig. 1 ist ferner dargestellt, dass die Innenzahnradpumpe 10 eine Saugniere 40 aufweist, die mit dem ersten Fluidanschluss 22 verbunden ist. Ferner weist die Fluidpumpe 10 eine Druckniere 42 auf, die mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden ist. Diese Verbindungen sind jeweils nicht dargestellt.
[00131] In dem Gehäuse 12 ist ferner eine schematisch dargestellte erste Verbindung 44 zwischen der Druckniere 42 und dem in Fig. 1 dargestellten Ringraum 38 dargestellt, wobei der Ringraum 38 in der Drehposition A mit dem dritten Fluidanschluss 26 verbunden ist.
[00132] Die Innenzahnradpumpe 10 beinhaltet ferner eine zweite Verbindung 46 zwischen der Druckniere 42 und einem anderen Innenumfangsabschnitt des Gehäuses 12, der in der Drehposition A durch das Ringelement 20 abgedeckt ist. Das Ringelement 20 wirkt folglich als Steuerschieber, der den zweiten Fluidanschluss 24 in der in Fig. 1 gezeigten ersten Drehposition A mit dem dritten Fluidanschluss 26 verbindet.
[00133] In der zweiten Drehposition B überdeckt das Ringelement 20 nun die erste Verbindung 44, wohingegen die Druckniere 42 über die zweite Verbindung 46 mit dem nun Ringraum verbunden ist und folglich mit dem vierten Fluidanschluss 28. EP2015/073928
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[00134] 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. Die Fluidanschlüsse 26, 28 und die Verbindungen 44, 46 sind optional.
[00135] Die in Fig. 1 gezeigte Drehrichtung des Innenrotors 14 ist mit 48 bezeichnet, die entgegengesetzte Drehrichtung mit 49.
[00136] Ferner weist das Gehäuse 12 der Innenzahnradpumpe 10 einen Anschlag 50 auf, mittels dessen das Ringelement 20 in den jeweiligen Drehpositionen A, B 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.
[00137] In Fig. 1 ist ferner angedeutet, dass zwischen dem Innenrotor 14 und dem Außenrotor 16 ein erster Fluidraum 58 eingerichtet ist, sowie ein zweiter Fluidraum 60. Der erste Fluidraum 58 ist über die Saugniere 40 und einen schematisch angedeuteten ersten Fluidkanal 62 in dem Gehäuse 12 mit dem ersten Fluidanschluss 22 verbunden. Der zweite Fluidraum 60 ist über die Druckniere 42 mit einem zweiten Fluidkanal 64 in dem Gehäuse 12 verbunden, wobei der zweite Fluidkanal 64 mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden ist.
[00138] In den Figuren 3 bis 9 ist eine weitere Ausführungsform einer Innenzahnradpumpe 10' gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise der Innenzahnradpumpe der Figuren 1 und 2 entspricht. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert. 15 073928
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[00139] Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, weist das Gehäuse 12 eine Gehäusebasis 70 sowie einen Gehäusedeckel 72 auf. In der Gehäusebasis 70 ist eine axiale Ausnehmung 74 gebildet, die von dem Gehäusedeckel 72 in axialer Richtung verschlossen ist. Das Gehäuse 12 beinhaltet ferner einen Gehäusetopf 76, der in die axiale Ausnehmung eingesetzt ist. Der Gehäusetopf 76 weist eine Ringelementaufnahme 78 (siehe auch Fig. 5) auf, innerhalb der das Ringelement 20 koaxial zu der Innenrotorachse 32 aufgenommen ist. Die axiale Ausnehmung 74 weist einen Ausnehmungsboden 80 auf. Der Gehäusetopf 76 ist in axialer Richtung zwischen dem Ausnehmungsboden 80 und dem Gehäusedeckel 72 angeordnet.
[00140] Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Innenzahnradpumpe 10' mittels eines Antriebsmotors 82 antreibbar, beispielsweise in Form eines Elektromotors. Der Innenrotor 14 ist über einen Lagerzapfen 84 drehbar in Bezug auf das Ringelement 20 gelagert.
[00141] Der Gehäusetopf 76 weist einen Topfring bzw. -kränz 88 auf, der sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt, sowie einen Topfboden 90. Der Topfboden 90 ist in der axialen Ausnehmung 74 benachbart zu dem Ausnehmungsboden 80 angeordnet. Der Topfring 88 erstreckt sich hiervon in axialer Richtung bis hin zu dem Gehäusedeckel 72.
[00142] Wie es in Fig. 4 sowie in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist, weist der Gehäusetopf einen ersten Topfkanal 92 und einen zweiten Topfkanal 94 auf. Der erste Topfkanal 92 bildet einen Teil des ersten Fluidkanals 62. Der zweite Topfkanal 94 bildet einen Teil des zweiten Fluidkanals 64.
[00143] Auf der dem Ausnehmungsboden 80 zugewandten Seite des Topfbodens 90 ist ein Verteilerbereich 98 ausgebildet, der nach der Art einer Sackvertiefung in dem Topfboden 90 ausgebildet ist. Der erste Topfkanal 92 erstreckt sich von einem axialen Ende in Richtung hin zu dem entgegengesetzten axialen Ende des Topfbodens 90. Der zweite Topfkanal 94 erstreckt sich von einem Boden des Verteilerbereichs 98 in axialer Richtung hin zu dem entgegengesetzten axialen Ende des Topfbodens 90. An dem Topfring 88 ist ferner eine Radialausnehmung 100 ausgebildet, die sich über einen 15 073928
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Winkelbereich von > 5° und < 45° erstreckt. Im Bereich der Radialausnehmung 100 weist der Gehäusetopf 76 ferner eine Stiftaufnahme 102 auf, entlang der der Exzenterstift 52 geführt ist, wie es am besten in Fig. 3 und 4 zu erkennen ist. An einer Umfangswand der Axialausnehmung 74 ist eine sich axial erstreckende, nicht näher bezeichnete Radialausnehmung vorgesehen, die gemeinsam mit der Stiftaufnahme 102 zur Aufnahme des Stiftes 52 dient. Der Gehäusetopf wird hierdurch zum einen in Drehrichtung in Bezug auf die Gehäusebasis 70 fixiert. Zum anderen kann der Stift 52 aufgrund der Radialausnehmung 100 als Anschlag für das Ringelement 20 dienen, das sich innerhalb der Ringelementaufnahme 78 des Gehäusetopfes 76 befindet.
[00144] An dem Topfring 88 können ferner eine erste außenumfängliche Durchbrechung 104 und/oder eine zweite außenumfängliche Durchbrechung 106 ausgebildet sein. Die Durchbrechungen 104, 106 können jeweils Teile der Verbindungen 44 bzw. 46 sein.
[00145] Die Radialausnehmung 100 ist mit dem Verteilerbereich 98 in radialer Richtung verbunden, derart, dass Fluid aus dem Verteilerbereich 98 in einen Umfangsbe- reich zwischen dem Innenumfang der Ringelementaufnahme 78 und dem Außenumfang des Ringelementes 20 gelangen kann.
[00146] Das Ringelement 20 ist in den Figuren 4 sowie 7 und 8 näher darge¬ stellt.
[00147] Dieses weist eine mittige Zapfenbohrung 1 10 zur Aufnahme des Lagerzapfens 84 auf. Ferner beinhaltet das Ringelement 20 einen sich in axialer Richtung erstreckenden Ringkranz 1 12 sowie einen Ringboden 1 14 auf. An dem Ringboden ist ein erster Übergabekanal 1 16 ausgebildet sowie ein zweiter Übergabekanal 1 18. Die Über¬ gabekanäle 1 16, 1 18 erstrecken sich in axialer Richtung durch den Ringboden 1 14 hindurch. Die Übergabekanäle 1 16, 1 18 sind den Topfkanälen 92, 94 zugeordnet. In den beiden Endpositionen des Ringelementes 20 (erste Drehposition A und zweite Drehpositi¬ on B gemäß Fig. 1 und 2) sind die Übergabekanäle 1 16, 1 18 mit dem jeweiligen Topfkanal 92, 94 ausgerichtet, so dass die Fluidräume 58, 60 (siehe auch Fig. 4) über die EP2015/073928
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Übergabekanäle 1 16, 1 18 und die Topfkanäle 92, 94 mit jeweilige Fluidkanälen 62, 64 in dem Gehäuse (und/oder mit weiteren Kanälen) verbunden sein können.
[00148] Das Ringelement 20 weist an seinem Außenumfang zwischen der ersten Schulter 54 und der zweiten Schulter 56 eine Verschwenkausnehmung 120 auf, innerhalb der der Stift 52 während eines Verschwenkvorganges geführt wird.
[00149] Wie es in Fig. 7 zu erkennen ist, weist der Ringboden 1 14 auf seiner dem Rotorsatz 18 zugewandten Seite eine erste nierenförmige Ausnehmung 122 sowie eine zweite nierenförmige Ausnehmung 124 auf, die sich jeweils nicht durch den Ringboden 1 14 hindurch erstrecken. Die Übergabekanäle 1 16, 1 18 verbinden jeweilige Böden der nierenförmigen Ausnehmungen 122, 124 mit der axial gegenüberliegenden Seite.
[00150] Die nierenförmigen Ausnehmungen 122, 124 bilden in den Drehpositionen A, B jeweils eine Saug- oder Druckniere.
[00151] An dem Außenumfang in dem Bereich zwischen der ersten Schulter 54 und der zweiten Schulter 56, in Umfangsrichtung anschließend an die Verschwenkausnehmung 120, weist das Ringelement 20 einen ersten Umfangsnutabschnitt 126 und einen zweiten Umfangsnutabschnitt 128 auf. Die Nutabschnitte 126, 128 können in axialer und in radialer Richtung unterschiedlich breit bzw. tief sein und können Bypass- und/oder Blendenfunktionen realisieren, beispielsweise für einen durch sie hindurch geführten Teilstrom des geförderten Fluids.
[00152] Die Figuren 10 bis 12 zeigen die Innenzahnradpumpe 10' der Figuren 3 bis 9 jeweils in einem zusammengebauten Zustand. Fig. 10 zeigt die Pumpe dabei in einem Zustand, bei dem sich das Ringelement 20 in einer ersten Drehposition A befindet. Fig. 12 zeigt das Ringelement 20 in einer zweiten Drehposition B. Die Drehpositionen A, B entsprechen Endlagen des Ringelementes. Fig. 1 1 zeigt eine Zwischenposition C des Ringelementes, bei der sich das Ringelement zwischen den Positionen A und B befindet. 8
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[00153] Fig. 10 zeigt dabei einen Zustand, bei dem der Innenrotor 4 in der ersten Drehrichtung 48 angetrieben wird. Hierbei befindet sich die Schulter 54 im Anschlag an dem Exzenterstift 52. Der Außenrotor 16 dreht sich in der gleichen Richtung. Die Topfkanäle 92, 94 und die Übergabekanäle 1 16, 1 18 sind miteinander ausgerichtet. Folglich wird Fluid von dem ersten Fluidraum 58 angesaugt und über den zweiten Fluid- raum 60 unter Druck abgegeben. Fig. 12 zeigt die entgegengesetzte Drehrichtung 49 des Innenrotors, wobei sich das Ringelement 20 in der zweiten Drehposition befindet und die Schulter 56 an dem Stift 52 anliegt. Die Exzentrizität des Außenrotors in Bezug auf den Innenrotor hat sich hierbei vertauscht, so dass nach wie vor Fluid von dem ersten Kanal 62 angesaugt und am zweiten Fluidkanal 64 unter Druck abgegeben wird. Wie es in Fig. 12 zu erkennen ist, ist dabei jedoch der erste Übergabekanal 1 16 nunmehr mit dem zweiten Topfkanal 94 ausgerichtet, und der zweite Übergabekanal 1 18 ist mit dem ersten Topfkanal 92 ausgerichtet.
[00154] Fig. 1 1 zeigt eine Zwischenposition C des Ringelementes 20.
[00155] Wenn ausgehend von dem Zustand der Fig. 10 die Drehrichtung 48 umgekehrt wird, geschieht Folgendes. Der Außenrotor wird ebenfalls in der entgegengesetzten Drehrichtung von dem Innenrotor 14 angetrieben. Aufgrund von viskoser Scherreibung zwischen dem Außenrotor und dem Ringelement 20 wird das Ringelement dann in dieser neuen Drehrichtung 49 mitgenommen. Sobald hierbei ausgehend aus dem Zustand der Fig. 10 der erste Übergabekanal 1 16 nicht mehr mit dem ersten Topfkanal 92 ausgerichtet ist (und der zweite Übergabekanal 1 18 folglich nicht mehr mit dem zweiten Topfkanal 94 ausgerichtet ist), ist das zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor vorhandene Fluid gefangen und der Innenrotor 14 und der Außenrotor 16 sind fluidisch blockiert. Hierdurch wirkt der so gebildete Rotorsatz, der nach wie vor in der zweiten Drehrichtung 49 angetrieben wird, als ein Nocken für das Ringelement 20, das folglich zwangsweise in der neuen Drehrichtung 49 mitgenommen wird, bis der erste Übergabe¬ kanal 1 16 mit dem zweiten Topfkanal 94 ausgerichtet und der zweite Übergabekanal 1 18 mit dem ersten Topfkanal 92 ausgerichtet ist, wie es in Fig. 12 schließlich gezeigt ist.
[00156] Der gesperrte Fluidraum ist in Fig. 1 1 schematisch bei 130 gezeigt. 3928
32
[00157] In Fig. 13 ist in schematischer Form ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug dargestellt und generell mit 140 bezeichnet. Der Antriebsstrang 140 beinhaltet einen Antriebsmotor 142. Der Antriebsmotor 142 kann ein Verbrennungsmotor sein, kann jedoch auch ein elektrischer Antriebsmotor zur Bereitstellung von Antriebsleistung sein. Der Antriebsstrang 140 beinhaltet ferner eine Kupplungsanordnung 144, bei der es sich um eine einfache Kupplung oder um eine Doppelkupplungsanordnung handeln kann. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 140 eine Getriebeanordnung 146, 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 146 um ein Doppelkupplungsgetriebe handeln. Der Antriebsstrang kann ferner eine elektrische Antriebsmaschine 147 aufweisen. Schließlich beinhaltet der Antriebsstrang 140 ein Differential 148, mittels dessen Antriebsleistung auf zwei angetriebene Räder 150L, 150R des Kraftfahrzeuges verteilbar ist.
[00158] Der Antriebsstrang 140 beinhaltet ferner einen Hydraulikkreis 160. In dem Hydraulikkreis 160 ist eine Innenzahnradpumpe 10 vorgesehen, die vorzugsweise von der Funktionalität her ausgebildet ist wie eine der Innenzahnradpumpen 10, 10' der Fig. 1 bis 12. Die Innenzahnradpumpe 10 wird mittels eines elektrischen Motors 82 angetrieben, wobei der elektrische Motor 82 in beiden Drehrichtungen angesteuert werden kann, wie es in Fig. 13 schematisch durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.
[00159] 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. Der erste Fluidanschluss 22 ist mit einem Niederdruckbereich bzw. einem Tank 162 verbunden.
[00160] Vorliegend beinhaltet der Hydraulikkreis 160 jedoch ein Ventil 164, das vorliegend als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Das Ventil 164 beinhaltet eine erste hydrau¬ lische Betätigungseinrichtung 166, um das Ventil 164 in eine erste Schaltstellung zu bringen. Ferner kann das Ventil 164 eine Rückstellfeder 170 aufweisen, die der ersten hydraulischen Betätigungseinrichtung 166 entgegenwirkt. Die erste hydraulische Betäti- gungseinrichtung 166 kann beispielsweise mit dem dritten Fluidanschluss 26 verbunden sein.
[00161] Ferner ist es möglich, dass das Ventil 164 eine zweite hydraulische Betätigungseinrichtung 168 aufweist. In diesem Fall ist die zweite hydraulische Betätigungseinrichtung 168 vorzugsweise mit dem vierten Fluidanschluss 28 verbunden.
[00162] Ein Eingang des Ventils 164 ist mit dem zweiten Fluidanschluss 24 verbunden. Ein erster Ausgang des Ventils 164 ist mit einem ersten hydraulischen Verbraucherabschnitt 172 verbunden, der beispielsweise der Kupplungsanordnung 144 zugeordnet sein kann. Ein zweiter Ausgang des Ventils 164 ist vorliegend mit einem zweiten hydraulischen Verbraucherabschnitt 174 verbunden, der beispielsweise der Getriebeanordnung 146 oder dem Antriebsmotor 142 zugeordnet sein kann.
[00163] In manchen Ausführungsformen des Hydraulikkreises 160 ist eine zentrale Steuereinrichtung 176 (Getriebesteuergerät) vorgesehen, die die Verbraucherabschnitte 172, 174 ansteuert.
[00164] Wie es in Fig. 13 schematisch angedeutet ist, kann der dritte Fluidanschluss 26 auch direkt mit einem Verbraucherabschnitt verbunden sein, wie es vorliegend durch einen dritten hydraulischen Verbraucherabschnitt 178 gezeigt ist. Der dritte hydraulische Verbraucherabschnitt 178 kann beispielsweise dazu verwendet werden, um einen elektrischen Antriebsmotor 147 des Antriebsstranges 140 mit Fluid zu versorgen, beispielsweise zu kühlen. Der elektrische Antriebsmotor 147 kann als der einzige Antriebsmotor des Antriebsstranges ausgebildet sein, kann jedoch auch ein Antriebsmotor in Form einer elektrischen Maschine eines Hybrid-Antriebstranges sein.
[00165] Ferner kann auch der zweite und/oder der vierte Fluidanschluss 24, 28 direkt mit einem solchen hydraulischen Verbraucherabschnitt verbunden sein.
[00166] Die Verbraucherabschnitte sind generell dazu ausgebildet, bestimmte Komponenten des Antriebsstranges 140 mit Fluid zu versorgen. Die Verbraucherabschnit- 3928
34 te können jeweils Aktuatoreinrichtungen beinhalten, um bestimmte Komponenten des Antriebsstranges 140 zu betätigen, wie beispielsweise Kupplungen der Kupplungsanordnung 144 und/oder Schaltkupplungen der Getriebeanordnung 146. Ferner können die Verbraucherabschnitte jeweils alternativ oder zusätzlich als reine Schmier- und/oder Kühlabschnitte ausgebildet sein. Bei 180 ist in schematischer Form eine Druckquelle gezeigt, die auf die Innenzahnradpumpe 10 wirken kann, um den Innenrotor und den Außenrotor fluidisch zu blockieren. Die Druckquelle 180 kann eine separate Pumpe oder einen Druckspeicher oder dergleichen beinhalten.
[00167] Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Hydraulikkreises 160'. Dieser entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Hydraulikkreis 160 der Fig. 13. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
[00168] Die Pumpe 10 ist, wie bei den vorherigen Ausführungsformen, vorzugsweise eine Innenzahnradpumpe mit Ringelement bzw. Umschlagring 20. Generell kann das Umschlagen bzw. Verdrehen des Ringelementes 20 durch Fluidreibung erfolgen, die durch den Antrieb des Antriebsmotors 82 hervorgerufen wird, wie es in Fig. 14 schematisch durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.
[00169] Ein Sauganschluss 22 der Pumpe 10 ist über ein nicht näher bezeichnetes Fluidfilter mit einem Tank 62 verbunden. Die Pumpe 10 weist einen ersten Druckanschluss 24 und einen zweiten Druckanschluss 26 auf. Der erste Druckanschluss 24 dient zur Versorgung einer Kupplungsanordnung 144' mit Kühl- bzw. Schmierfluid, wie es durch einen Verbraucherabschnitt 172' angedeutet ist. Der zweite Druckanschluss 26 dient zur Kühlung einer elektrischen Antriebsmaschine 147', deren Kühlmantel als weiterer hydraulischer Verbraucherabschnitt 178' bezeichnet ist.
[00170] In der Verbindung zwischen der Pumpe 10 und dem ersten hydraulischen Verbraucherabschnitt 172' ist ein erstes Rückschlagventil 182a angeordnet. In der Verbindung zwischen dem zweiten Druckanschluss 26 und dem weiteren hydraulischen Verbraucherabschnitt 178' ist ein zweites Rückschlagventil 182b angeordnet. Die Rückschlagventile sind so angeordnet, dass bei einer Förderung von Fluid aus dem jeweiligen Druckanschluss 24, 26 heraus das jeweilige Rückschlagventil 182a, 182b öffnet. Eine Fluidströmung in der entgegengesetzten Richtung von einem der Verbraucherabschnitte 172', 178' in die Pumpe 10 wird hingegen durch die Rückschlagventile verhindert.
[00171] Diese Ausgestaltung führt zu folgender Funktionsweise. Bei einer Drehrichtungsumkehr des Pumpenantriebsmotors 82 versucht die Pumpe 10, die Strömungsrichtung (Pumprichtung) umzukehren. Durch die Verwendung der Rückschlagventile 182a, 182b wird eine solche Strömungsrichtungsumkehr (ausgehend aus beiden Grunddrehrichtungen) verhindert. Folglich kann in den Rotorsatz der Pumpe 10 kein Fluid mehr strömen. Der Rotorsatz wird hierdurch hydraulisch blockiert. Der nun in der entgegengesetzten Verdrehrichtung angetriebene Rotorsatz wird folglich als Einheit verdreht, was geometrisch nur möglich ist, wenn der Rotorsatz zusammen mit dem Ringelement verdreht wird (Nockenwirkung). Die entstehenden Momente auf den Umschlagring sind dabei deutlich höher als jene Momente, die sich aus Reibungskräften aufgrund von Fluidreibung ergeben könnten. Insbesondere der Start einer solchen Drehbewegung bei einer Dreh¬ richtungsumkehr des Antriebsmotors 82 kann hierdurch zuverlässig und schnell erfolgen.
[00172] Anstelle der zwei Rückschlagventile 182a, 182b ist es auch möglich, ein einzelnes Rückschlagventil 182c mit dem Sauganschluss 22 zu verbinden.
[00173] Ferner können die Rückschlagventile ggf. in das Pumpengehäuse integriert werden oder auch in das Ringelement 20.

Claims

Patentansprüche
1 . Innenzahnradpumpe (10), insbesondere für einen Hydraulikkreis (160) eines
Kraftfahrzeugantriebsstranges (140), mit einem Gehäuse (12);
- einem Innenrotor (14), der in dem Gehäuse (12) um einen Innenrotorachse (32) drehbar gelagert ist und eine Außenverzahnung aufweist,
- einem Außenrotor (16), der in dem Gehäuse (12) um eine Außenrotorach- se (36) drehbar gelagert ist und eine Innenverzahnung aufweist, die zur Erzielung einer Pumpwirkung mit der Außenverzahnung des Innenrotors (14) in Eingriff steht,
- einem Ringelement (20), das in dem Gehäuse (12) zwischen einer ersten Position (A) und einer zweiten Position (B) verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschwenken des Ringelementes (20) zwischen der ersten Position (A) und der zweiten Position (B) in zumindest einer Richtung dadurch unterstützt wird, dass der Innenrotor (14) und der Außenrotor (16) zumindest in einem Teil des gesamten Verschenkbereiches gegeneinander blockierbar sind.
2. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Innenrotor (14) und der Außenrotor (16) zur Unterstützung des Verschwenkens des Ringelementes (20) fluidisch blockierbar sind.
3. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenrotor (14) und dem Außenrotor (16) ein erster und eine zweiter volumenveränderlicher Fluidraum (58, 60) ausgebildet sind, wobei das Gehäuse (12) einen ersten Fluidkanal (62) zur Verbindung mit dem ersten volumenveränderlichen Fluidraum (58) und einen zweiten Fluidkanal (64) zur Verbindung mit dem zweiten volumenveränderlichen Fluidraum (60) aufweist.
4. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste volumenveränderliche Fluidraum (58) und der erste Fluidkanal (62) und/oder der zweite volumenveränderliche Fluidraum (60) und der zweite Fluidkanal (64) gegeneinander absperrbar sind.
5. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10) wenigstens einen Übergabekanal (1 16, 1 18) aufweist, der einen volumenveränderlichen Fluidraum (58; 60) zwischen Innenrotor (14) und Außenrotor (16) und einen mit einem Fluidanschluss verbundenen Fluidkanal (62; 64) in dem Gehäuse (12) in einer Pump-Verschwenkposition (A; B) des Ringelementes (20) miteinander verbindet und in einer Absperr- Verschwenkposition (C) zumindest teilweise gegeneinander sperrt.
6. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 5 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (20) einen sich in radialer Richtung erstreckenden Ringboden (1 14) aufweist.
7. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergabekanal (1 16, 1 18) in dem Ringboden (1 14) ausgebildet ist und sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt.
8. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ringboden (1 14) des Ringelementes (20) eine nierenförmige Ausnehmung (122, 124) ausgebildet ist, die in einer Pump-Verschwenkposition (A; B) des Ring- elementes (20) mit einem volumenveränderlichen Fluidraum (58, 60) zwischen dem Innenrotor (14) und dem Außenrotor (16) verbunden ist.
9. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nieren- förmige Ausnehmung (122, 124) mit einem sich axial durch den Ringboden (1 14) hindurch erstreckenden Übergabekanal (1 16, 1 18) verbunden ist.
10. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) eine Gehäusebasis (70) und einen Gehäusetopf (76) aufweist, wobei die Gehäusebasis (70) eine axiale Ausnehmung (74) aufweist, in die der Gehäusetopf (76) eingesetzt ist, und wobei der Gehäusetopf (76) eine Ringelementaufnahme (78) zur drehbaren Aufnahme des Ringelementes (20) aufweist.
1 1. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Gehäusebasis (70) mit einem Exzenterstift (52) verbunden ist, derart, dass der Gehäusetopf (76) über den Exzenterstift (52) verdrehfest in Bezug auf die Gehäusebasis (70) festgelegt ist und/oder wobei ein Stift (52) einen Drehanschlag (50) für das Ringelement (20) bildet.
12. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 1 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (20) an seinem Außenumfang wenigstens einen Umfangsnutabschnitt (126, 128) aufweist, mittels dessen in Abhängigkeit von einer Drehposition des Ringelementes (20) ein hydraulischer Bypass und/oder eine Blendenfunktion einrichtbar ist.
13. Innenzahnradpumpe nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Gehäusetopf (76), innerhalb dessen das Ringelement (20) verdrehbar gelagert ist, eine außenumfängliche Durchbrechung (104; 106) ausgebildet ist.
14. Innenzahnradpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck in einem volumenveränderlichen Fluidraum (58, 60) zwischen Innenrotor und Außen- rotor während zumindest eines Teils des Verschwenkvorgangs durch eine externe bzw. separate Druckquelle (180) aufgebracht wird.
15. Pumpenanordnung mit einer ein verschwenkbares Ringelement (20) aufweisenden Pumpe (10), die in einer ersten Drehrichtung Fluid in einer ersten Strömungsrichtung fördert, insbesondere mit einer Innenzahnradpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 - 14, und mit einer Ventilanordnung (182), die bei einer Drehrichtungsumkehr der Pumpe (10) eine Umkehr der Strömungsrichtung verhindert, um ein Verschwenken des Ringelementes (20) zu fördern. 6. Pumpenanordnung nach Anspruch 15, wobei die Pumpe (10) zwei Druckanschlüsse (24, 26) und einen Sauganschluss (22) aufweist, wobei die Ventilanordnung wenigstens ein Rückschlagventil (182a, 182b) aufweist, das mit einem der Druckanschlüsse (24, 26) verbunden ist.
17. Pumpenanordnung nach Anspruch 15, wobei die Pumpe (10) zwei Druckanschlüsse (24, 26) und einen Sauganschluss (22) aufweist, wobei die Ventilanordnung wenigstens ein Rückschlagventil (182c) aufweist, das mit dem Sauganschluss (22) verbunden ist.
18. Pumpenanordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (182a, 182b; 182c) in ein Gehäuse der Pumpe (10) oder in das Ringelement (20) integriert ist.
19. Verfahren zum Betreiben einer Innenzahnradpumpe (10), insbesondere einer Innenzahnradpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 - 14 oder als Teil einer Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18 , wobei die Innenzahnradpumpe (10) einen Rotorsatz (18) und ein Ringelement (20) aufweist, wobei das Ringelement (20) begrenzt verschwenkbar ist, wobei der Rotorsatz (18) ein erstes Rotorelement (14) mit einer ersten Rotorachse (32) und ein zweites Rotorelement (16) mit einer zweiten Rotorachse (36) aufweist, wobei das Ringelement (20) um die erste Rotorachse (32) verschwenkbar ist, mit dem Schritt, ein Verschwenken des Ringelementes (20) zwischen einer ersten Position (A) und einer zweiten Position (B) in zumindest einer Richtung dadurch zu unterstützen, dass das erste und das zweite Rotorelement (14, 16) zumindest für einen Teil des Verschenkbereiches gegeneinander blockiert werden.
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