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