Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, insbesondere für einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle, welche von einem Elektromotor antreibbar ist, und ein erstes Pumpenritzel umfasst, das drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt und drehbar gelagert in einem ersten Pumpengehäuse angeordnet ist, wobei das erste Pumpenritzel mit einem zweiten, in dem ersten Pumpengehäuse mit einer Pumpenwelle drehbar gelagerten Pumpenritzel derart im Eingriff steht, dass ein erstes Fluid von einer ersten Niederdruckseite zu einer ersten Hochdruckseite förderbar ist, wobei die Rotationsachsen des ersten Pumpenritzels und des zweiten Pumpenritzels parallel zueinander verlaufen, und die Pumpenwelle getrieblich drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt ist.

Zahnradpumpen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik vorbekannt. Derartige Zahnradpumpen weisen in der Regel zwei ineinander kämmende Zahnräder auch als Pumpenritzel bezeichnet - auf, die innerhalb eines Pumpengehäuses durch eine Antriebswelle und einen Lagerzapfen drehbar gelagert sind. Gemeinsam mit einem Pumpeneinlass und einem Pumpenauslass bilden die Zahnräder innerhalb des Pumpengehäuses ein Förderkanalsystem, um einen Fluid zu fördern.

Ein mögliches Anwendungsgebiet derartiger Zahnradpumpen ist das Fördern eines Hydrauliköls innerhalb eines Kraftfahrzeugs. So sind beispielsweise Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen mit einer Schmierölpumpe ausgestattet, welche permanent Öl aus dem Ölsumpf zu Lagerstellen des Motors pumpt. Ein anderer bekannter Anwendungsfall von Zahnradpumpen findet sich bei Fahrzeuggetrieben, die eine separate Getriebeölpumpe benötigen.

Mit der zunehmenden Elektrifizierung von Antriebssträngen in Kraftfahrzeugen, kommen auch elektrische Achsantriebsstränge zum Einsatz, welche auch gelegentlich als E-Achse bezeichnet werden. Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst dabei in der Regel eine elektrische Maschine und ein Getriebe, wobei die elektrische Maschine und das Getriebe eine bauliche Einheit bilden. Sowohl die elektrische Maschine als auch das Getriebe benötigt in derartigen Konfigurationen eine hydraulische Kühlung und/oder eine hydraulische Aktuatorik, beispielsweise für einen Gangwechsel in dem Getriebe.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Zahnradpumpe bereitzustellen, die insbesondere hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in einer E-Achse optimiert ist. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung eine besonders kompakt bauende Zahnradpumpe mit einem guten Wirkungsgrad zu realisieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zahnradpumpe, insbesondere für einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Antriebswelle, welche von einem Elektromotor antreibbar ist, und ein erstes Pumpenritzel umfasst, das drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt und drehbar gelagert in einem ersten Pumpengehäuse angeordnet ist, wobei das erste Pumpenritzel mit einem zweiten, in dem ersten Pumpengehäuse mit einer Pumpenwelle drehbar gelagerten Pumpenritzel derart im Eingriff steht, dass ein erstes Fluid von einer ersten Niederdruckseite zu einer ersten Hochdruckseite förderbar ist, wobei die Rotationsachsen des ersten Pumpenritzels und des zweiten Pumpenritzels parallel zueinander verlaufen, und die Pumpenwelle getrieblich drehmomentübertragend mit der Antriebswelle gekoppelt ist, wobei die Zahnradpumpe ein zweites Pumpengehäuse aufweist, welches an dem ersten Pumpengehäuse fixiert ist und die Pumpenwelle drehmomentübertragend mit einem dritten, in dem zweiten Pumpengehäuse drehbar gelagerten dritten Pumpenritzel gekoppelt ist, welches mit einem vierten, in dem zweiten Pumpengehäuse drehbar gelagerten Pumpenritzel derart in Eingriff steht, dass ein zweites Fluid von einer zweiten Niederdruckseite zu einer zweiten Hochdruckseite förderbar ist.

In der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe, welche auch als Tandem- Zahnradpumpe bezeichnet werden kann, da das erste und das zweite Pumpenritzel eine erste Pumpenhälfte und das dritte und vierte Pumpenritzel eine zweite Pumpenhälfte definieren, sind diese beiden Pumpenhälften in Reihe geschaltet. Somit befinden sich der Elektromotor und das direkt angetriebene erste Pumpenritzel in derselben Gehäusehälfte. Das Antriebsmoment wird dann über die Pumpenwelle, welche wiederum vom zweiten Pumpenritzel der Zahnradpumpe in der ersten Gehäusehälfte angetrieben wird, auf die zweite Pumpenhälfte in dem zweiten Pumpengehäuse übertragen. Gleichzeitig erfolgt die Zentrierung der beiden Pumpengehäusehälften über ebenjene Pumpenwelle. Diese Ausgestaltung erlaubt es, die einzelnen Komponenten der Zahnradpumpe, wie die Pumpenritzel, Lager oder Pumpenwelle, möglichst einfach und fertigungstechnisch günstig zu gestalten.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Die Zahnradpumpe ist eine Maschine zur Förderung von Fluiden. Die Zahnradpumpe ist bevorzugt als Außenzahnradpumpe konfiguriert, bei der das zu fördernde Fluid in Pumpenräumen zwischen den Zähnen zweier in Eingriff stehender als Stirnzahnräder ausgebildeten Pumpenritzel und dem Pumpengehäuse transportiert wird. Ferner ist es auch möglich, die Zahnradpumpe als Schraubenpumpe auszubilden, bei der in Eingriff stehenden Pumpenritzel als Spindelschrauben ausgebildet sind.

Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.

Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Rotationsachse der Antriebswelle koaxial zu der Rotationsachse des vierten Pumpenritzels verläuft, was die kompakte Bauweise der Zahnradpumpe unterstützt.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Rotationsachse des zweiten Pumpenritzels und die Rotationsachse des dritten Pumpenritzels koaxial verläuft, was ebenfalls eine kompakte Bauform der Zahnradpumpe begünstigt.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass in dem ersten Pumpengehäuse hydraulische Kanäle ausgebildet sind, welche die erste Niederdruckseite und die erste Hochdruckseite des getrieblichen Eingriffs von erstem Pumpenritzel mit dem zweiten Pumpenritzel mit hydraulischen Anschlüssen an dem ersten Pumpengehäuse verbinden. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass ein einfacher hydraulischer Anschluss an das erste Pumpengehäuse erfolgen kann.

In gleicherweise kann gemäß einerweiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass in dem zweiten Pumpengehäuse hydraulische Kanäle ausgebildet sind, welche die zweite Niederdruckseite und die zweite Hochdruckseite des getrieblichen Eingriffs von drittem Pumpenritzel mit dem vierten Pumpenritzel mit hydraulischen Anschlüssen an dem zweiten Pumpengehäuse verbinden.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass im Momentenfluss zwischen der Antriebswelle und dem ersten Pumpenritzel eine Oldham-Kupplung vorgesehen ist, so dass sich ein radialer Versatz der Antriebswelle und des Pumpenritzels zueinander ausgleichen lässt. In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Pumpenwelle mittels eines ersten Gleitlagers in dem ersten Pumpengehäuse und mittels eines zweiten Gleitlagers in dem zweiten Pumpengehäuse gelagert ist, was ebenfalls eine kompakte Bauform begünstigt.

Aus dem gleichen Grund kann es auch vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das vierte Pumpenritzel mittels eines dritten Gleitlagers an einem gegenüber dem zweiten Pumpengehäuse feststehenden Bolzen gelagert ist. Der kompakte Aufbau lässt sich weiter verbessern, indem die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt ist, dass der Rotor des Elektromotors koaxial zu der Antriebswelle angeordnet ist.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass in dem ersten Pumpengehäuse ein Wälzlager zur Lagerung der Antriebswelle angeordnet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.

Es zeigen:

Figur 1 eine Zahnradpumpe in einer schematischen Querschnittsansicht,

Figur 2 zwei Schnittansichten durch verschiedene Ebenen der Zahnradpumpe in einer schematischen Darstellung und,

Figur 3 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebstrang und einer darin verbauten Zahnradpumpe in einer schematischen Blockschaltdarstellung. Die Figur zeigt eine Zahnradpumpe 1 , für einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeugs 3, wie er beispielhaft in der Figur 3 gezeigt ist.

Die Zahnradpumpe 1 umfasst eine Antriebswelle 4, welche von einem Elektromotor 5 antreibbar ist, und ein erstes Pumpenritzel 6, das drehmomentübertragend mit der Antriebswelle 4 gekoppelt und drehbar gelagert in einem ersten Pumpengehäuse 7 angeordnet ist. In dem ersten Pumpengehäuse 7 ist ein Wälzlager 18 zur Lagerung der Antriebswelle 4 angeordnet. Der Rotor 19 des Elektromotors 5 ist koaxial zu der Antriebswelle 4 angeordnet.

Das erste Pumpenritzel 6 steht mit einem zweiten, in dem ersten Pumpengehäuse 7 mit einer Pumpenwelle 8 drehbar gelagerten Pumpenritzel 9 derart im Eingriff, dass ein erstes Fluid von einer ersten Niederdruckseite zu einer ersten Hochdruckseite förderbar ist. Dies wird auch noch einmal gut aus der Schnittdarstellung A-A der Figur 2 deutlich, die einen entsprechenden Querschnitt durch die in der Figur 1 mit A-A bezeichneten Schnittebene zeigt. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass das zweite Pumpenritzel 9 und die Pumpenwelle 8 einstückig ausgebildet sind.

In dem ersten Pumpengehäuse 7 sind nicht dargestellte hydraulische Kanäle ausgebildet, welche die erste Niederdruckseite und die erste Hochdruckseite des getrieblichen Eingriffs von erstem Pumpenritzel 6 mit dem zweiten Pumpenritzel 9 mit hydraulischen Anschlüssen an dem ersten Pumpengehäuse 7 verbinden. Grundsätzlich zeigt diese Schnittansicht auch die grundsätzliche Funktionsweise einer Zahnradpumpe 1 , bei der die beiden Pumpenritzel 6,9 in dem ersten Pumpengehäuse 7 drehbar angeordnet sind. Ein Fluid wird dann durch die Rotation der in Eingriff stehenden Pumpenritzel 6,9 in zwei Teilströme aufgeteilt, die jeweils zwischen den Pumpenritzeln 6,9 und dem ersten Pumpengehäuse 7 in der jeweiligen Rotationsrichtung der Pumpenritzel 6,9 fließen. Das Fluid fließt so von dem ersten Pumpeneinlass 27 zu dem ersten Pumpenauslass 29.

Die Pumpenwelle 8 ist drehbar in dem ersten Pumpengehäuse 7 und dem zweiten Pumpengehäuse 10 gelagert. In der gezeigten Ausführungsform ist die Pumpenwelle 8 mittels eines ersten Gleitlagers 14 in dem ersten Pumpengehäuse 7 und mittels eines zweiten Gleitlagers 15 in dem zweiten Pumpengehäuse 10 gelagert.

Wie aus der Figur 1 als auch der Figur 2, obere Abbildung hervorgeht, verlaufen die Rotationsachsen des ersten Pumpenritzels 6 und des zweiten Pumpenritzels 9 parallel zueinander, wobei die Pumpenwelle 8 getrieblich drehmomentübertragend mit der Antriebswelle 4 gekoppelt ist.

Die Zahnradpumpe 1 besitzt des Weiteren ein zweites Pumpengehäuse 10, welches an dem ersten Pumpengehäuse 7 fixiert ist. Die Pumpenwelle 8 ist drehmomentübertragend mit einem dritten, in dem zweiten Pumpengehäuse 10 drehbar gelagerten dritten Pumpenritzel 12 gekoppelt, welches mit einem vierten, in dem zweiten Pumpengehäuse 10 drehbar gelagerten Pumpenritzel 13 derart in Eingriff steht, dass ein zweites Fluid von einer zweiten Niederdruckseite zu einer zweiten Flochdruckseite förderbar ist. Dies wird erneut aus der Schnittdarstellung B- B der Figur 2 deutlich, die einen entsprechenden Querschnitt durch die in der Figur 1 mit B-B bezeichneten Schnittebene zeigt. In dem zweiten Pumpengehäuse 10 sind nicht abgebildete hydraulische Kanäle ausgebildet, welche die zweite Niederdruckseite und die zweite Hochdruckseite des getrieblichen Eingriffs von drittem Pumpenritzel 12 mit dem vierten Pumpenritzel 13 mit hydraulischen Anschlüssen an dem zweiten Pumpengehäuse 10 verbinden.

Die Funktionsweise ist hierbei die folgende: Die beiden Pumpenritzel 12,13 sind in dem zweiten Pumpengehäuse 10 drehbar angeordnet. Ein Fluid wird dann durch die Rotation der in Eingriff stehenden Pumpenritzel 12,13 in zwei Teilströme aufgeteilt, die jeweils zwischen den Pumpenritzeln 12,13 und dem zweiten Pumpengehäuse 10 in der jeweiligen Rotationsrichtung der Pumpenritzel 12,13 fließen. Das Fluid fließt so von dem zweiten Pumpeneinlass 28 zu dem zweiten Pumpenauslass 30.

Das dritte Pumpenritzel 12 ist über eine Passfeder 12 drehfest mit der Pumpenwelle 8 verbunden. Das vierte Pumpenritzel 13 ist mittels eines dritten Gleitlagers 16 an einem gegenüber dem zweiten Pumpengehäuse 10 feststehenden Bolzen 17 gelagert. Aus der Figur 1 ist ferner ersichtlich, dass die Rotationsachse der Antriebswelle 4 koaxial zu der Rotationsachse des vierten Pumpenritzels 13 verläuft und auch die Rotationsachse des zweiten Pumpenritzels 9 und die Rotationsachse des dritten Pumpenritzels 12 koaxial verläuft.

In der Figur 1 ist ferner gezeigt, dass im Momentenfluss zwischen der Antriebswelle 4 und dem ersten Pumpenritzel 6 eine Oldham-Kupplung vorgesehen ist. Das erste Pumpenritzel 6 ist über ein Gleitlager 21 an dem Stehbolzen 23, der drehfest in das erste Pumpengehäuse 7 eingepresst ist, abgestützt. Axial unterhalb des ersten und des zweiten Pumpenritzels 6,9 ist eine Pumpenbrille 25 angeordnet, welche in axialer Richtung durch die Tellerfedern 26 in Axialrichtung vorgespannt ist. Die Pumpenbrille 25 stellt eine strukturelle Unterstützung für die Gleitlager 14,21 bereit. Die Pumpenbrille 25 kann auch als Verschleißfläche für die Pumpenritzel 6,9 dienen.

Das erste Pumpengehäuse 7 und das zweite Pumpengehäuse 10 sind über die Pumpenwelle 8 zueinander zentriert und mittels der Schraubverbindung 22 gegeneinander fixiert. Das dritte und vierte Pumpenritzel 12,13 sind in dem zweiten Pumpengehäuse 10 axial durch den Pumpendeckel 24 gesichert, welche ebenfalls über die Schraubverbindung 22 an dem zweiten Pumpengehäuse 10 fixiert ist.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen. Bezuqszeichenliste

1 Zahnradpumpe

2 Antriebsstrang 3 Kraftfahrzeug

4 Antriebswelle

5 Elektromotor

6 Pumpenritzel

7 Pumpengehäuse 8 Pumpenwelle

9 Pumpenritzel

11 Kupplung

10 Pumpengehäuse

12 Pumpenritzel 13 Pumpenritzel

14 Gleitlager

15 Gleitlager

16 Gleitlager

17 Bolzen 18 Wälzlager

19 Rotor

20 Passfeder

21 Gleitlager

22 Schraubverbindung 23 Stehbolzen

24 Pumpendeckel

25 Pumpenbrille

26 Tellerfeder

27 erster Pumpeneinlass 28 zweiter Pumpeneinlass

29 erster Pumpenauslass

30 zweiter Pumpenauslass