EP4463614A1 - Tandempumpe mit hauptflut und trockensumpfflut - Google Patents

Tandempumpe mit hauptflut und trockensumpfflut

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EP4463614A1
EP4463614A1 EP22826336.4A EP22826336A EP4463614A1 EP 4463614 A1 EP4463614 A1 EP 4463614A1 EP 22826336 A EP22826336 A EP 22826336A EP 4463614 A1 EP4463614 A1 EP 4463614A1
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EP
European Patent Office
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flow
pump
dry sump
main flow
tandem
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EP22826336.4A
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EP4463614B1 (de
Inventor
Maximilian HAAS
Marco Grethel
Felix Bunout
Manuel Koch
Alexander Neudorf
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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Publication of EP4463614B1 publication Critical patent/EP4463614B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor

Definitions

  • the invention relates to a tandem pump for an electric axle of a motor vehicle, with a dry sump flow through which hydraulic fluid can be conveyed from a transmission chamber into a hydraulic chamber, and a main flow through which hydraulic fluid can be conveyed from the hydraulic chamber to a hydraulic consumer.
  • tandem pumps are already known from the prior art in which a dry sump functionality/dry sump flow is integrated in a pump for supplying hydraulic consumers.
  • the prior art always has the disadvantage that there are strict installation space requirements for the structural design of the tandem pump, so that known tandem pumps do not fit into the available installation space in the axial direction or in the radial direction.
  • a tandem pump is to be provided in which a dry sump functionality/dry sump flow is integrated in a pump for supplying hydraulic consumers and which at the same time satisfies the installation space requirements.
  • the dry sump flow of the tandem pump should be able to draw a certain amount of air without generating acoustic abnormalities or air being able to get from the dry sump side to the main flow side.
  • the invention relates to a tandem pump for an electric axle of a motor vehicle, with a dry sump flow through which hydraulic fluid can be conveyed from a transmission chamber into a hydraulic chamber, and a main flow through which hydraulic fluid can be conveyed from the hydraulic chamber to a hydraulic consumer, the dry sump flow and the main flow being formed by types of pumps with flow directions that differ from one another.
  • a generic device in particular according to the invention in that the dry sump flow and the main flow are formed by types of pumps with mutually different flow directions.
  • the inventive solution is that two types of pumps are used, which can be used in their flow direction in an optimal space.
  • the dry sump flow can be formed by a pump type with an axial flow direction and the main flow can be formed by a pump type with a radial flow direction.
  • the connections of the tandem pump can be arranged in such a way that the tandem pump fits into the given installation space.
  • the dry sump flow is formed by a type of pump with a radial flow direction and the main flow is formed by a type of pump with an axial flow direction.
  • the dry sump flow and the main flow can each have a separate inflow.
  • a separate inflow is absolutely necessary if suction is to take place from two different reservoirs/tanks.
  • the dry sump flow can draw in hydraulic fluid from the gear chamber and the main flow can draw in hydraulic fluid from the hydraulic chamber.
  • the dry sump tide and the main tide can be formed by types of pumps with mutually different form factors.
  • the dry sump flow can be formed by a gerotor pump or an internal gear pump.
  • the dry sump flow can preferably be formed by a gerotor pump due to assembly-related advantages.
  • a gerotor pump is a positive displacement pump.
  • the gerotor pump has an inner and an outer rotor.
  • the inner rotor has n teeth (at least two teeth), while the outer rotor has n+1 teeth.
  • An axis of the inner rotor is offset from the axis of the outer rotor and both rotors rotate about their respective axes.
  • the driving and the driven rotor are arranged eccentrically to each other. Since gerotor pumps (or internal gear pumps) are radially designed to save space compared to external gear pumps, a radial enlargement of the tandem pump can be prevented.
  • Another advantage of using a gerotor pump for dry sump flooding is that gerotor pumps remain fully functional even with little contamination and air entry, which is particularly necessary for the conditions when used as dry sump flooding.
  • the main flow can be formed by an external gear pump.
  • An external gear pump is a positive displacement pump.
  • the external gear pump has two identical gears that mesh with each other. One of the two gears is driven by a motor and the other of the two gears is driven by the driven gear. Since external gear pumps are designed to save space axially compared to gerotor pumps (or internal gear pumps), an axial enlargement of the tandem pump can be prevented.
  • the dry sump flow and the main flow can be mechanically coupled to one another, so that a defined ratio between the main flow and the dry sump flow is set.
  • the defined ratio between the two flows can be set by the different displacement volumes in order to meet the needs for the different requirements. to be able to meet the requirements of the respective flood.
  • the mechanical coupling makes it possible to simplify the drive of the tandem pump.
  • the dry sump tide and the main tide can be driven by a common motor. This means that only one motor is required to drive the dry sump flow and the main flow, so that a particularly cost-effective and space-saving tandem pump can be provided.
  • each of the dry sump tide and main tide can be powered by its own engine.
  • the main flow can have a driving gear that can be driven by the motor and a driven gear that can be driven by the driving gear.
  • the dry sump flow can have a rotor that can be driven by the driven gearwheel of the main flow. This has the advantage that an axially parallel arrangement of the dry sump flow to the driving gear wheel and thus to the engine is made possible. At the same time it is ensured that the main flow and the dry sump flow can be driven via the common engine.
  • the dry sump flow can be arranged axially parallel to the engine.
  • the main flow (with its connections) can thus be designed to be particularly compact.
  • the tandem pump can have a radial shaft sealing ring which separates the dry sump flow and the main flow from one another. This advantageously ensures that no leakage occurs between the two flows and no air can get from the dry sump flow into the main flow.
  • the invention relates to a dry sump flood tandem pump.
  • double-flow pumps are already known, for example in the form of vane pumps, in which the inflow is realized from a hydraulic reservoir, or, in particular, double-flow pumps in which a dry sump functionality/dry sump flow is integrated into the pump for supplying hydraulic consumers .
  • double-flow pumps are already known, for example in the form of vane pumps, in which the inflow is realized from a hydraulic reservoir, or, in particular, double-flow pumps in which a dry sump functionality/dry sump flow is integrated into the pump for supplying hydraulic consumers .
  • a tandem pump i.e.
  • the dry sump flow/dry sump pump should suck out of the gear chamber and pump into a hydraulic chamber, while the main flow sucks out of the hydraulic chamber and the hydraulic consumers should serve. Due to the foaming of the oil in the gear compartment, it is necessary for the dry sump flow to be able to draw in a certain amount of air without generating any acoustic abnormalities. In addition, it is necessary that leakage between the two flows is prevented so that air from the dry sump side does not flash over to the main flow. Furthermore, the sealing between the housing parts of the hydraulic pump should be particularly economical by using the screw contact pressure, which requires the screws to be arranged at defined intervals. In order to be able to seal both flows at the same time in tandem pumps, the positioning of the screws is important.
  • two (different) types of pumps are used, which can be used in the best possible installation space in terms of the flow direction.
  • a combination of an external gear pump and a gerotor pump allows separate inflow of the floods or different inflow directions (radial/axial), which is necessary for suction from different reservoirs, so that the pump connections can be placed in such a way that the pump fits into the given space.
  • This means that the use of two types of pumps with different form factors (“coaxial” and "parallel to the axis") enables an ideal arrangement of the hydraulic connections and the screwing points of the housing.
  • the types of pumps are advantageous in terms of their low costs due to their parts price and in terms of their ease of industrialization.
  • a combination of two external gear pumps would increase radially tion, since the connections of the main flow would have to be moved radially to the outside due to the axially parallel design of an external gear pump serving as a dry sump flow.
  • a combination of two gerotor pumps would lead to an increase axially, since an axial inflow is necessary and the installation space would have to be increased axially by the height of the inflow channel.
  • An internal gear pump can also be used instead of the gerotor pump, with the gerotor pump being particularly advantageous in terms of its simple assembly and being ideal for use as a dry sump pump, since it can cope with little contamination and with air entrainment.
  • the pump flows can preferably be coupled mechanically as a tandem pump, so that a defined ratio between the two flows is set by the different displacement volumes in order to meet the needs for the different requirements for the main and dry sump flow.
  • only one driving motor is required for this.
  • the gerotor pump can be driven by coupling it to the driven wheel of the external gear pump, which allows the gerotor pump to be positioned parallel to the axis of the motor, which in turn means that the hydraulic connections of the external gear pump underneath can be arranged in the most compact manner.
  • the connections can be placed radially further inwards.
  • a radial shaft sealing ring can preferably be used between the flows, so that the ingress of air from the dry sump flow into the main flow is prevented.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a tandem pump with a dry sump flow and a main flow
  • FIG. 2 shows a perspective view of the tandem pump, with a housing of the tandem pump not being shown, Figs. 3 to 6 perspective representations of the tandem pump, in which an oil flow of the dry sump flow and an oil flow of the main flow as well as a space requirement of the tandem pump is illustrated, and
  • FIG. 7 shows a schematic sectional view of an arrangement of an inlet and an outlet.
  • Figs. 1 to 6 show an embodiment of a tandem pump 1 according to the invention.
  • the tandem pump 1 is used in particular in an electric axle of a motor vehicle in order to supply one or more hydraulic consumers with hydraulic fluid.
  • the tandem pump 1 has a dry sump flow 2 through which hydraulic fluid can be conveyed from a gear chamber (not shown) into a hydraulic chamber (not shown).
  • the tandem pump 1 has a main flow 3 through which hydraulic fluid can be conveyed from the hydraulic chamber (not shown) to the hydraulic consumer(s) (not shown).
  • the dry sump flow 2 and the main flow 3 are formed by types of pumps with flow directions that differ from one another.
  • the dry sump flow 2 in the illustrated embodiment is formed by a type of pump with an axial flow direction, preferably a gerotor pump 4
  • the main flow 3 is formed by a pump type with a radial flow direction, preferably an external gear pump 5 .
  • the dry sump flow 2 and the main flow 3 can each have a separate inflow.
  • the main flow 3 has a suction-side connection 6 and a pressure-side connection 7, via which the hydraulic fluid can be fed into the main flow 3 or out of the main flow 3 is deductible.
  • the suction-side connection 6 can be or is connected to the hydraulic chamber and the pressure-side connection 7 can be or is connected to the hydraulic consumer(s).
  • the aspirated hydraulic fluid is introduced into the external gear pump 5 via the suction-side connection 6 , conveyed by the external gear pump 5 and discharged via the pressure-side connection 7 .
  • the dry sump flow 2 has a suction-side connection 8 and a pressure-side connection 9 via which the hydraulic fluid can be fed into the dry sump flow 2 or can be removed from the dry sump flow 2 .
  • the connection 8 on the suction side can be connected or is connected to the gear chamber and the connection 9 on the pressure side can be connected or is connected to the hydraulic chamber.
  • the aspirated hydraulic fluid is introduced into the gerotor pump 4 via the suction-side connection 8 , conveyed by the gerotor pump 4 and discharged via the pressure-side connection 9 .
  • the gerotor pump 4 is a positive displacement pump and has an inner rotor 10 and an outer rotor 11 .
  • the inner rotor 10 has n teeth (six teeth here), while the outer rotor 11 has n+1 teeth (seven teeth here).
  • An axis of the inner rotor 10 is offset (parallel) from the axis of the outer rotor 11, and both rotors 10, 11 rotate about their respective axes.
  • the driving and the driven rotor 10, 11 are arranged eccentrically to each other.
  • the external gear pump 5 is a positive displacement pump and has two identical gears 12, 13 which mesh with one another.
  • a first gear 12 of the two gears 12, 13 is driven by a motor 14 and a second gear 13 of the two gears 12, 13 is driven by the first gear 12 (driven).
  • the motor 14 is designed as an electric motor.
  • the dry sump flow 2 and the main flow 3 are preferably mechanically coupled to one another, so that a defined relationship between the main flow 3 and the dry sump flow 2 is set.
  • the dry sump tide 2 and the main tide 3 can be driven via a common motor, here via the motor 14 be.
  • the driving rotor of the two rotors 10, 11 of the gerotor pump 4 is coupled to the second (driven) gear 13, so that the motor 14 drives the external gear pump 5 (or the first gear 12), and the external gear pump 5 (or The second gear 13) drives the gerotor pump 4.
  • the dry sump tide 2 may be arranged axially parallel to the engine 14, i.e. to an axis of rotation of the engine 14.
  • tandem pump 1 can have a radial shaft sealing ring 15 which separates the dry sump flow 2 and the main flow 3 from one another.
  • the radial shaft sealing ring 15 is arranged on an intermediate shaft between the second gear 13 of the external gear pump 5 and the rotor 10 of the gerotor pump 2 .
  • the external gear pump 5 is at the top and is designed with a radial flow in order to minimize axial installation space.
  • the gerotor pump 4 is designed with an axial inflow in order to maintain radial installation space and to avoid a collision (or a radially outward displacement) of the connections 6 , 7 of the external gear pump 5 .
  • Fig. 7 shows schematically the necessary design of an inlet 16 and an outlet 17 of gerotor pumps in general. A radial inflow is not possible with this type of pump due to the principle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tandempumpe (1 ) für eine elektrische Achse eines Kraftfahrzeugs, mit einer Trockensumpfflut (2), durch die Hydraulikfluid aus einem Getrieberaum in einen Hydraulikraum förderbar ist, und einer Hauptflut (3), durch die Hydraulikfluid aus dem Hydraulikraum zu einem hydraulischen Verbraucher förderbar ist, wobei die Trockensumpfflut (2) und die Hauptflut (3) durch Pumpenarten mit zueinander unterschiedlichen Anströmungsrichtungen gebildet sind.

Description

Tandempumpe mit Hauptflut und Trockensumpfflut
Die Erfindung betrifft eine Tandempumpe für eine elektrische Achse eines Kraftfahrzeugs, mit einer Trockensumpfflut, durch die Hydraulikfluid aus einem Getrieberaum in einen Hydraulikraum förderbar ist, und einer Hauptflut, durch die Hydraulikfluid aus dem Hydraulikraum zu einem hydraulischen Verbraucher förderbar ist.
Aus dem Stand der Technik sind bereits solche Tandempumpen bekannt, bei denen eine Trockensumpffunktionalität/Trockensumpfflut in einer Pumpe zur Versorgung von hydraulischen Verbrauchern integriert ist.
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass für die konstruktive Ausgestaltung der Tandempumpe strikte Bauraumanforderungen vorliegen, so dass bekannte Tandempumpen in Axialrichtung oder in Radialrichtung nicht in den verfügbaren Bauraum passen.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll eine Tandempumpe bereitgestellt werden, bei der eine Trockensumpffunktionalität/Trockensumpfflut in einer Pumpe zur Versorgung von hydraulischen Verbrauchern integriert ist und die gleichzeitig den Bauraumanforderungen genügt. Zudem soll die Trockensumpfflut der Tandempumpe einen gewissen Anteil an Luft ziehen können, ohne dass dabei akustische Auffälligkeiten erzeugt werden oder Luft von der Trockensumpfseite auf die Hauptflutseite gelangen kann.
Die Aufgabe wird durch eine Tandempumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Demnach betrifft die Erfindung eine Tandempumpe für eine elektrische Achse eines Kraftfahrzeugs, mit einer Trockensumpfflut, durch die Hydraulikfluid aus einem Getrieberaum in einen Hydraulikraum förderbar ist, und einer Hauptflut, durch die Hydraulik- fluid aus dem Hydraulikraum zu einem hydraulischen Verbraucher förderbar ist, wobei die Trockensumpfflut und die Hauptflut durch Pumpenarten mit zueinander unterschiedlichen Anströmungsrichtungen gebildet sind. Das heißt, dass diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung insbesondere erfindungsgemäß dadurch gelöst wird, dass die Trockensumpfflut und die Hauptflut durch Pumpenarten mit zueinander unterschiedlichen Anströmungsrichtungen gebildet sind. Mit anderen Worten besteht die erfinderische Lösung darin, dass zwei Pumpenarten verwendet werden, die sich in ihrer Anströmungsrichtung bauraumoptimal einsetzen lassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Trockensumpfflut durch eine Pumpenart mit axialer Anströmungsrichtung gebildet sein und die Hauptflut durch eine Pumpenart mit radialer Anströmungsrichtung gebildet sein. Insbesondere bei einer solchen Wahl der Pumpenarten für die jeweilige Flut lassen sich die Anschlüsse der Tandempumpe so anordnen, dass die Tandempumpe in den vorgegebenen Bauraum passt. Alternativ kann es - je nach vorhandenen Bauraumbedingungen - von Vorteil sein, wenn die Trockensumpfflut durch eine Pumpenart mit radialer Anströmungsrichtung gebildet ist und die Hauptflut durch eine Pumpenart mit axialer Anströmungsrichtung gebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Trockensumpfflut und die Hauptflut jeweils eine getrennte Anströmung aufweisen. Eine solche getrennte Anströmung ist zwingend erforderlich, wenn aus zwei unterschiedlichen Reservoi- ren/Tanks angesaugt werden soll. Somit kann in vorteilhafter Weise die Trockensumpfflut Hydraulikfluid aus dem Getrieberaum und die Hauptflut Hydraulikfluid aus dem Hydraulikraum ansaugen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Trockensumpfflut und die Hauptflut durch Pumpenarten mit zueinander unterschiedlichen Formfaktoren gebildet sein. Insbesondere durch die Wahl der Formfaktoren koaxial und achsparallel für die beiden Pumpenarten lässt sich vorteilhafterweise eine ideale Anordnung der hydraulischen Anschlüsse und Verschraubungspunkte von Gehäusebauteilen der Tandempumpe umsetzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Trockensumpfflut durch eine Gerotorpumpe oder eine Innenzahnradpumpe gebildet sein. Vorzugsweise kann die Trockensumpfflut aufgrund von montagetechnischen Vorteilen durch eine Gerotorpumpe gebildet sein. Eine Gerotorpumpe ist eine Verdrängerpumpe. Die Gerotorpumpe weist einen Innen- und einen Außenrotor auf. Der Innenrotor hat n Zähne (mindestens zwei Zähne), während der Außenrotor n+1 Zähne hat. Eine Achse des Innenrotors ist gegenüber der Achse des Außenrotors versetzt, und beide Rotoren drehen sich um ihre jeweiligen Achsen. Somit sind der antreibende und der getriebene Rotor exzentrisch zueinander angeordnet. Da Gerotorpumpen (bzw. Innenzahnradpumpe) gegenüber Außenzahnradpumpen radial bauraumsparend ausgebildet sind, lässt sich so eine radiale Vergrößerung der Tandempumpe verhindern. Vorteilhaft an der Verwendung einer Gerotorpumpe für die Trockensumpfflut ist zudem, dass Gerotorpumpen auch bei geringen Verschmutzungen und Lufteintrag ihre volle Funktionalität besitzen, was insbesondere für die Bedingungen beim Einsatz als Trockensumpfflut erforderlich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Hauptflut durch eine Außenzahnradpumpe gebildet sein. Eine Außenzahnradpumpe ist eine Verdrängerpumpe. Die Außenzahnradpumpe weist zwei identische Zahnräder auf, die miteinander in Verzahnungseingriff stehen. Eines der beiden Zahnräder wird von einem Motor angetrieben und das andere der beiden Zahnräder wird durch das angetriebene Zahnrad angetrieben. Da Außenzahnradpumpen gegenüber Gerotorpumpen (bzw. Innenzahnradpumpe) axial bauraumsparend ausgebildet sind, lässt sich so eine axiale Vergrößerung der Tandempumpe verhindern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Trockensumpfflut und die Hauptflut mechanisch miteinander gekoppelt sein, so dass ein definiertes Verhältnis zwischen der Hauptflut und der Trockensumpfflut eingestellt ist. Das heißt, dass durch die unterschiedlichen Verdrängervolumen das definierte Verhältnis zwischen den beiden Fluten eingestellt werden kann, um die Bedarf für die unterschiedlichen Anforde- rungen an die jeweilige Flut erfüllen zu können. Zudem wird durch die mechanische Kopplung ermöglicht, den Antrieb der Tandempumpe zu vereinfachen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Trockensumpfflut und die Hauptflut über einen gemeinsamen Motor antreibbar sein. Das heißt, dass nur ein Motor erforderlich ist, um die Trockensumpfflut und die Hauptflut anzutreiben, so dass eine besonders kostengünstige und bauraumsparende Tandempumpe bereitgestellt werden kann. Alternativ kann jede der Trockensumpfflut und der Hauptflut über einen eigenen Motor angetrieben werden.
Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann die Hauptflut ein durch den Motor antreibbares treibendes Zahnrad und ein durch das treibende Zahnrad antreibbares getriebenes Zahnrad aufweisen. Gemäß der Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann die Trockensumpfflut einen durch das getriebene Zahnrad der Hauptflut antreibbaren Rotor aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass eine achsparallele Anordnung der Trockensumpfflut zu dem treibenden Zahnrad und somit zu dem Motor ermöglicht wird. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass die Hauptflut und die Trockensumpfflut über den gemeinsamen Motor antreibbar sind.
Gemäß einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform kann die Trockensumpfflut achsparallel zum Motor angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Anschlüsse (der Hauptflut) radial weiter nach innen gesetzt werden können, verglichen mit einer koaxialen Anordnung der Trockensumpfflut zum Motor. Somit kann die Hauptflut (mit ihren Anschlüssen) besonders kompakt ausgebildet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Tandempumpe einen Radialwellendichtring aufweisen, der die Trockensumpfflut und die Hauptflut voneinander trennt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise gewährleistet werden, dass keine Leckage zwischen den beiden Fluten entsteht und keine Luft von der Trockensumpfflut in die Hauptflut gelangen kann. Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Tandempumpe mit Trockensumpfflut. Dabei sind bereits generell zweiflutige Pumpen, wie beispielsweise im Form von Flügelzellenpumpen, bei denen die Anströmung aus einem hydraulischen Reservoir realisiert ist, oder insbesondere zweiflutige Pumpen, bei denen eine Trockensumpffunkti- onalität/Trockensumpfflut in die Pumpe zur Versorgung von hydraulischen Verbrauchern integriert ist, bekannt. Bei einer solchen Tandempumpe, d.h. eine Pumpe mit einer Trockensumpfflut und einer Hauptflut, die sich aus zwei Reservoirs/Tanks bedient, soll die Trockensumpfflut/Trockensumpfpumpe aus dem Getrieberaum absaugen und in einen Hydraulikraum fördern, während die Hauptflut aus dem Hydraulikraum absaugen und die hydraulischen Verbraucher bedienen soll. Dabei ist es aufgrund der Verschäumung des Öls im Getrieberaum erforderlich, dass die Trockensumpfflut einen gewissen Anteil an Luft ziehen kann, ohne dabei akustische Auffälligkeiten zu erzeugen. Zudem ist es erforderlich, dass eine Leckage zwischen den beiden Fluten verhindert wird, damit keine Luft von der Trockensumpfseite auf die Hauptflut überschlägt. Ferner soll die Abdichtung zwischen Gehäuseteilen der Hydraulikpumpe besonders wirtschaftlich erfolgen, indem die Schraubenanpresskraft verwendet wird, wozu eine Anordnung der Schrauben in definierten Abständen erforderlich ist. Um bei Tandempumpen die beiden Fluten gleichzeitig abdichten zu können, ist die Positionierung der Schrauben von Bedeutung.
Gemäß der Erfindung werden zwei (unterschiedliche) Pumpenarten verwendet, die sich in ihrer Anströmungsrichtung bauraumoptimal einsetzen lassen. Insbesondere erlaubt eine Kombination aus einer Außenzahnradpumpe und einer Gerotorpumpe eine getrennte Anströmung der Fluten bzw. unterschiedliche Anströmungsrichtungen (radi- al/axial), was zur Ansaugung aus unterschiedlichen Reservoirs erforderlich ist, so dass die Anschlüsse der Pumpe so gelegt werden können, dass die Pumpe in den vorgegebenen Bauraum passt. Das heißt, dass die Verwendung von zwei Pumpenarten mit unterschiedlichem Formfaktor ("koaxial" und „achsparallel“) eine ideale Anordnung der hydraulischen Anschlüsse und der Verschraubungspunkte der Gehäuse ermöglicht. Zudem sind die Pumpenarten vorteilhaft hinsichtlich ihrer geringen Kosten durch ihren Teilepreis und hinsichtlich ihrer einfachen Industrialisierbarkeit. Dagegen würde eine Kombination aus zwei Außenzahnradpumpen radial zu einer Vergröße- rung führen, da durch den achsparallelen Aufbau einer als Trockensumpfflut dienenden Außenzahnradpumpe die Anschlüsse der Hauptflut radial nach außen verlegt werden müssten. Weiter würde eine Kombination aus zwei Gerotorpumpen axial zu einer Vergrößerung führen, da eine axiale Anströmung notwendig ist und der Bauraum um die Höhe des Anströmkanals axial vergrößert werden müsste. Anstelle der Gerotorpumpe kann auch eine Innenzahnradpumpe verwendet werden, wobei die Ge- rotorpumpe besonders vorteilhaft hinsichtlich ihrer einfachen Montage ist sowie ideal für den Einsatz als Trockensumpfpumpe ist, da sie mit geringen Verschmutzungen und mit Lufteintrag zurechtkommt. Vorzugsweise können die Pumpenfluten mechanisch als Tandempumpe gekoppelt sein, so dass durch die unterschiedlichen Verdrängervolumen ein definiertes Verhältnis zwischen den beiden Fluten eingestellt wird, um die Bedarfe für die unterschiedlichen Anforderungen an Haupt- und Trockensumpfflut zu erfüllen. Zudem ist dafür nur ein antreibender Motor erforderlich. Beispielsweise kann die Gerotorpumpe durch eine Kopplung mit dem angetriebenen Rad der Außenzahnradpumpe angetrieben werden, wodurch eine achsparallele Lage der Gerotorpumpe zum Motor ermöglicht wird und dadurch wiederum die hydraulischen Anschlüsse der darunterliegenden Außenzahnradpumpe am kompaktesten angeordnet werden können. Im Gegensatz zu einer koaxialen Anordnung der Gerotorpumpe zum Motor, können die Anschlüsse so radial weiter nach innen gesetzt werden. Weiter kann vorzugsweise ein Radialwellendichtring zwischen den Fluten verwendet werden, so dass das Eindringen von Luft von der Trockensumpfflut in die Hauptflut verhindert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer Tandempumpe mit einer Trockensumpfflut und einer Hauptflut,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Tandempumpe, wobei ein Gehäuse der Tandempumpe nicht dargestellt ist, Fign. 3 bis 6 perspektivische Darstellungen der Tandempumpe, bei denen ein Ölverlauf der Trockensumpfflut und ein Ölverlauf der Hauptflut sowie ein Bauraumbedarf der Tandempumpe verdeutlicht ist, und
Fig. 7 eine schematische Schnittdarstellung einer Anordnung eines Einlasses und eines Auslasses.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fign. 1 bis 6 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Tandempumpe 1. Die Tandempumpe 1 wird insbesondere in einer elektrischen Achse eines Kraftfahrzeugs eingesetzt, um einen oder mehrere hydraulische Verbraucher mit Hydraulikfluid zu versorgen. Die Tandempumpe 1 weist eine Trockensumpfflut 2 auf, durch die Hydraulikfluid aus einem (nicht dargestellten) Getrieberaum in einen (nicht dargestellten) Hydraulikraum förderbar ist. Zudem weist die Tandempumpe 1 eine Hauptflut 3 auf, durch die Hydraulikfluid aus dem (nicht dargestellten) Hydraulikraum zu dem/den (nicht dargestellten) hydraulischen Verbraucher/n förderbar ist.
Erfindungsgemäß sind die Trockensumpfflut 2 und die Hauptflut 3 durch Pumpenarten mit zueinander unterschiedlichen Anströmungsrichtungen gebildet. Insbesondere ist die Trockensumpfflut 2 in der dargestellten Ausführungsform durch eine Pumpenart mit axialer Anströmungsrichtung, vorzugsweise durch eine Gerotorpumpe 4, gebildet und die Hauptflut 3 durch eine Pumpenart mit radialer Anströmungsrichtung, vorzugsweise durch eine Außenzahnradpumpe 5, gebildet.
Insbesondere können die Trockensumpfflut 2 und die Hauptflut 3 jeweils eine getrennte Anströmung aufweisen. Wie insbesondere in Fign. 2 und 3 zu erkennen ist, weist die Hauptflut 3 einen saugseitigen Anschluss 6 und einen druckseitigen Anschluss 7 auf, über die das Hydraulikfluid in die Hauptflut 3 zuführbar bzw. aus der Hauptflut 3 abführbar ist. Der saugseitige Anschluss 6 ist mit dem Hydraulikraum verbindbar oder verbunden und der druckseitige Anschluss 7 ist mit dem/den hydraulischen Verbrauchern verbindbar oder verbunden. Das angesaugte Hydraulikfluid wird über den saugseitigen Anschluss 6 in die Außenzahnradpumpe 5 eingeleitet, durch die Außenzahnradpumpe 5 gefördert und über den druckseitigen Anschluss 7 abgegeben. Wie insbesondere in Fign. 2 und 4 zu erkennen ist, weist die Trockensumpfflut 2 einen saugseitigen Anschluss 8 und einen druckseitigen Anschluss 9 auf, über die das Hydraulikfluid in die Trockensumpfflut 2 zuführbar bzw. aus der Trockensumpfflut 2 ab- führbar ist. Der saugseitige Anschluss 8 ist mit dem Getrieberaum verbindbar oder verbunden und der druckseitige Anschluss 9 ist mit dem Hydraulikraum verbindbar oder verbunden. Das angesaugte Hydraulikfluid wird über den saugseitigen Anschluss 8 in die Gerotorpumpe 4 eingeleitet, durch die Gerotorpumpe 4 gefördert und über den druckseitigen Anschluss 9 abgegeben.
Die Gerotorpumpe 4 ist eine Verdrängerpumpe und weist einen Innenrotor 10 und einen Außenrotor 11 auf. Der Innenrotor 10 hat n Zähne (hier sechs Zähne), während der Außenrotor 11 n+1 Zähne (hier sieben Zähne) hat. Eine Achse des Innenrotors 10 ist gegenüber der Achse des Außenrotors 11 (parallel-)versetzt, und beide Rotoren 10, 11 drehen sich um ihre jeweiligen Achsen. Somit sind der antreibende und der getriebene Rotor 10, 11 exzentrisch zueinander angeordnet.
Die Außenzahnradpumpe 5 ist eine Verdrängerpumpe und weist zwei identische Zahnräder 12, 13 auf, die miteinander in Verzahnungseingriff stehen. Ein erstes Zahnrad 12 der beiden Zahnräder 12, 13 wird von einem Motor 14 angetrieben und ein zweites Zahnrad 13 der beiden Zahnräder 12, 13 wird durch das erste (angetriebene) Zahnrad 12 angetrieben. Der Motor 14 ist in der dargestellten Ausführungsform als ein Elektromotor ausgebildet.
Vorzugsweise sind die Trockensumpfflut 2 und die Hauptflut 3 mechanisch miteinander gekoppelt, so dass ein definiertes Verhältnis zwischen der Hauptflut 3 und der Trockensumpfflut 2 eingestellt ist. Insbesondere können die Trockensumpfflut 2 und die Hauptflut 3 über einen gemeinsamen Motor, hier über den Motor 14, antreibbar sein. Insbesondere ist der antreibende Rotor der beiden Rotoren 10, 11 der Gerotor- pumpe 4 mit dem zweiten (getriebenen) Zahnrad 13 gekoppelt, so dass der Motor 14 die Außenzahnradpumpe 5 (bzw. das erste Zahnrad 12) antreibt, und die Außenzahnradpumpe 5 (bzw. das zweite Zahnrad 13) die Gerotorpumpe 4 antreibt.
Vorzugsweise kann die Trockensumpfflut 2 achsparallel zum Motor 14, d.h. zu einer Drehachse des Motors 14, angeordnet sein.
Zudem kann die Tandempumpe 1 einen Radialwellendichtring 15 aufweisen, der die Trockensumpfflut 2 und die Hauptflut 3 voneinander trennt. In der dargestellten Ausführungsform ist der Radialwellendichtring 15 auf einer Zwischenwelle zwischen dem zweiten Zahnrad 13 der Außenzahnradpumpe 5 und dem Rotor 10 der Gerotorpumpe 2 angeordnet.
Insbesondere in Fig. 5 ist zu erkennen, dass die Außenzahnradpumpe 5 an oberer Stelle ist und mit radialer Anströmung ausgebildet ist, um axialen Bauraum zu minimieren. Insbesondere in Fig. 6 ist zu erkennen, dass die Gerotorpumpe 4 mit axialer Anströmung ausgebildet ist, um radialen Bauraum einzuhalten und eine Kollision (bzw. eine Verschiebung nach radial außen) der Anschlüsse 6, 7 der Außenzahnradpumpe 5 zu vermeiden. Fig. 7 zeigt schematisch die notwendige Ausbildung eines Einlasses 16 und eines Auslasses 17 von Gerotorpumpen im Allgemeinen. Eine radiale Anströmung ist bei dieser Pumpenart prinzipbedingt nicht möglich.
Bezuqszeichenliste
Tandem pumpe
Trockensumpfflut
Hauptflut
Gerotorpumpe
Außenzahnradpumpe saugseitiger Anschluss druckseitiger Anschluss saugseitiger Anschluss druckseitiger Anschluss
Innenrotor
Außenrotor erstes Zahnrad zweites Zahnrad
Motor
Radialwellendichtring
Einlass
Auslass

Claims

Patentansprüche
1 . Tandempumpe (1 ) für eine elektrische Achse eines Kraftfahrzeugs, mit einer Trockensumpfflut (2), durch die Hydraulikfluid aus einem Getrieberaum in einen Hydraulikraum förderbar ist, und einer Hauptflut (3), durch die Hydraulikfluid aus dem Hydraulikraum zu einem hydraulischen Verbraucher förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockensumpfflut (2) und die Hauptflut (3) durch Pumpenarten mit zueinander unterschiedlichen Anströmungsrichtungen gebildet sind.
2. Tandempumpe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trockensumpfflut (2) durch eine Pumpenart mit axialer Anströmungsrichtung gebildet ist und die Hauptflut (3) durch eine Pumpenart mit radialer Anströmungsrichtung gebildet ist.
3. Tandempumpe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockensumpfflut (2) und die Hauptflut (3) jeweils eine getrennte Anströmung aufweisen.
4. Tandempumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockensumpfflut (2) und die Hauptflut (3) durch Pumpenarten mit zueinander unterschiedlichen Formfaktoren gebildet sind.
5. Tandempumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockensumpfflut (2) durch eine Gerotorpumpe (4) oder eine Innenzahnradpumpe gebildet ist und/oder die Hauptflut (3) durch eine Außenzahnradpumpe (5) gebildet ist
6. Tandempumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockensumpfflut (2) und die Hauptflut (3) mechanisch miteinan- der gekoppelt sind, so dass ein definiertes Verhältnis zwischen der Hauptflut (3) und der Trockensumpfflut (2) eingestellt ist. Tandempumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockensumpfflut (2) und die Hauptflut (3) über einen gemeinsamen Motor (14) antreibbar sind. Tandempumpe (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptflut (3) ein durch den Motor (14) antreibbares treibendes Zahnrad (12) und ein durch das treibende Zahnrad (12) antreibbares getriebenes Zahnrad (13) aufweist, wobei die Trockensumpfflut (2) einen durch das getriebene Zahnrad (13) der Hauptflut (3) antreibbaren Rotor (10, 11 ) aufweist. Tandempumpe (1 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockensumpfflut (2) achsparallel zum Motor (14) angeordnet ist. Tandempumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tandempumpe (1 ) einen Radialwellendichtring (15) aufweist, der die Trockensumpfflut (2) und die Hauptflut (3) voneinander trennt.
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