EP2691651A2

EP2691651A2 - Antriebseinheit für eine unterölpumpe und pumpe

Info

Publication number: EP2691651A2
Application number: EP12717160.1A
Authority: EP
Inventors: Elmar Hoppach; Kai Lunau; Andreas Bernert
Original assignee: ixetic Bad Homburg GmbH
Current assignee: Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2014-02-05
Also published as: CN103443460A; CN103443460B; WO2012130225A2; WO2012130225A3; US20150184659A1; US9587638B2; DE112012001476A5; JP2014515073A

Abstract

Es wird eine Antriebseinheit (3) für eine Unterölpumpe mit einem Gehäuse (7), einem von dem Gehäuse (7) umschlossenen Motorraum (9) und einem in den Motorraum (9) angeordneten Rotor (13), wobei ein erster Fluidpfad (35) von einer Unteröl-Umgebung (37) des Gehäuses (7) in den Motorraum (9) vorgesehen ist, um einen Ölfluss von der Unteröl-Umgebung (37) in den Motorraum (9) zu ermöglichen, vorgeschlagen.

Description

Antriebseinheit für eine Unterolpumpe und Pumpe

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für eine Unterölpumpe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie eine Pumpe, insbesondere Unterölpumpe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10.

Antriebseinheiten und Pumpen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Die

Antriebseinheiten dienen dem Antrieb sogenannter Unterolpumpen, die der Förderung von Öl, beispielsweise Getriebeöl, dienen. Dabei ist die Pumpe mit der vorzugsweise integrierten Antriebseinheit vollständig oder teilweise in ein Reservoir mit dem zu fördernden Öl eingetaucht. Bekannte Antriebseinheiten weisen ein Gehäuse auf, welches einen Motorraum umschließt. In diesem ist ein Rotor angeordnet. Dieser dient letztlich dem Drehantrieb einer Pumpeneinheit, indem er über eine Antriebswelle mit derselben verbunden ist. Um die Antriebseinheit, die sich während des Pumpbetriebs erwärmt, kühlen zu können, ist ein erster Fluidpfad von einer Unteröl-Umgebung des Gehäuses in den Motorraum vorgesehen. Da die Pumpe vollständig oder teilweise in das von ihr zu fördernde Öl eintaucht, weist die Umgebung des Gehäuses Öl auf, welches über den ersten Fluidpfad in den Motorraum eindringen und so die Antriebseinheit kühlen kann. Nachteilig bei bekannten Antriebseinheiten ist, dass diese insbesondere während Stillstandphasen über den ersten Fluidpfad mit Öl volllaufen, sodass ein erheblicher Teil des oder sogar der gesamte Motorraum mit Öl geflutet ist. Bei einem Wiederanlaufen der Pumpe und während des Betriebes treten sogenannte Planschverluste auf, weil sich der Rotor in dem Öl, welches im Motorraum vorhanden ist, drehen muss, wobei ein Schleppmoment auf ihn wirkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit und eine Pumpe zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweisen.

Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Antriebseinheit mit den Merkmalen des

Anspruchs 1 geschaffen wird. Diese zeichnet sich durch mindestens einen zweiten Fluidpfad von dem Motorraum zu einer Luft-Umgebung des Gehäuses aus, der ein Ausschieben von Öl aus dem Motorraum durch den Rotor ermöglicht. Die Luft- Umgebung ist über einem Ölspiegel angeordnet, unter dem die Pumpe zumindest teilweise angeordnet ist. Der zweite Fluidpfad ist so an der Antriebseinheit vorgesehen, dass von dem Rotor beim Anlaufen durch dessen Drehbewegung beschleunigtes Öl aus dem Motorraum ausgeschoben wird. Insbesondere Öl, welches an dem Rotor anhaftet, wird entsprechend beschleunigt und letztlich ausgeschoben. Aber auch Öl, welches nicht unmittelbar an dem Rotor anhaftet, sondern in dessen Umgebung angeordnet ist, kann mitgerissen, beschleunigt und ausgeschoben werden. Auf diese Weise wird ein erheblicher Anteil des Öls aus dem Motorraum hinausbefördert, sodass Planschverluste minimiert werden.

Bevorzugt wird eine Antriebseinheit, bei der der zweite Fluidpfad eine Ausschieböff- nung umfasst, die in einer Umfangswandung des Gehäuses vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass das von dem Rotor beschleunigte Öl besonders effizient ausgeschoben werden kann. Der zweite Fluidpfad kann bevorzugt einen Schnorchel umfassen, wenn die Ausschieböffnung unter dem Ölspiegel angeordnet ist. Der Schnorchel ragt über den Ölspiegel hinaus in die Luft-Umgebung.

Besonders bevorzugt wird auch eine Antriebseinheit, bei der die Ausschieböffnung eine Durchtrittsfläche aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zu einer gedachten Umfangslinie einer Drehrichtung des Rotors angeordnet ist. Das Öl, welches durch den Rotor beschleunigt wird, hat eine Hauptgeschwindigkeitskomponente, die tangential zur Drehrichtung des Rotors orientiert ist. Ist die Durchtrittsfläche der Aus- schieböffnung im Wesentlichen senkrecht zu einer gedachten Umfangslinie der Drehrichtung des Rotors orientiert, steht die Hauptgeschwindigkeitskomponente im Wesentlichen senkrecht auf der Durchtrittsfläche. Dies führt dazu, dass das beschleunigte Öl besonders widerstandsfrei austreten kann, wobei es quasi unmittelbar durch den Rotor ausgeschoben wird.

Bevorzugt ist auch eine Antriebseinheit, bei der die Ausschieböffnung durch einen - in radialer Richtung gesehen - zurück- oder vorspringenden Bereich der Umfangswan- dung des Gehäuses gebildet wird. Dies sind konstruktiv besonders einfache Formen, die Ausschieböffnung auszubilden, wobei zugleich das Öl in Richtung seiner Hauptgeschwindigkeitskomponente ausgeschoben werden kann.

Besonders bevorzugt wird auch eine Antriebseinheit, bei der mindestens ein dritter Fluidpfad von der Luft-Umgebung des Gehäuses zu dem Motorraum vorgesehen ist. Durch diesen kann Umgebungsluft in den Motorraum einströmen, wenn die Pumpe teilweise untergetaucht ist und insbesondere der mindestens eine dritte Fluidpfad in Fluidverbindung mit der Umgebungsluft steht. Wird Öl über den zweiten Fluidpfad ausgeschoben, stellt sich in dem Motorraum letztlich ein Öl-Luft-Gemisch ein. Hierbei treten wesentlich geringere Planschverluste auf, als wenn der Motorraum mit Öl gefüllt ist.

Bevorzugt wird auch eine Antriebseinheit, die sich dadurch auszeichnet, dass der dritte Fluidpfad eine Öffnung in der Umfangswandung des Gehäuses umfasst. Dies ist eine besonders einfache Ausgestaltung des dritten Fluidpfads, die konstruktiv wenig aufwendig ist. Auch der dritte Fluidpfad kann bevorzugt einen Schnorchel umfassen, wenn die Pumpe mit der von dem dritten Fluidpfad umfassten Öffnung unter dem Öl- spiegel angeordnet ist. Der Schnorchel ragt über den Ölspiegel hinaus in die Luft- Umgebung.

Es wird auch eine Antriebseinheit bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der erste Fluidpfad über ein Lager einer Antriebswelle und eine Bypassoffnung verläuft, über die der Motorraum mit einem die Antriebswelle umgreifenden Raum in Fluidverbindung steht. In diesem Fall kann von der Pumpe gefördertes Öl über ein Lager der Antriebswelle und die Bypassoffnung in den Motorraum gelangen, wobei hierfür keine separate Fluidverbindung vorgesehen sein muss. Es wird also quasi Leckageöl, welches im Bereich der Lager sowieso auftritt, vorteilhaft zur Kühlung und Schmierung der Antriebseinheit genutzt. Weiterhin wird eine Antriebseinheit bevorzugt, die als Elektromotor ausgebildet ist. Dieser umfasst einen Stator. Der Stator wirkt in bekannter Weise mit dem Rotor zusammen.

Schließlich wird noch eine Antriebseinheit bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Rotor den Stator als Außenläufer umgreift. Dies hat den Vorteil, dass der Rotor - in radialer Richtung gesehen - so weit wie möglich außen und möglichst nahe einer Umfangswandung des Gehäuses vorgesehen ist, sodass er das Öl unmittelbar über den mindestens einen zweiten Fluidpfad ausschieben kann.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Pumpe, insbesondere eine Unterölpumpe geschaffen wird, welche die Merkmale des Anspruchs 10 aufweist. Diese zeichnet sich durch eine Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aus. Dadurch, dass in der Antriebseinheit der Pumpe mindestens ein zweiter Fluidpfad vorgesehen ist, der von dem Motorraum zu der Luft-Umgebung des Gehäuses führt und ein Ausschieben von Öl aus dem Motorraum durch den Rotor ermöglicht, werden Planschverluste des Motors erheblich reduziert.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer

Pumpe mit einer Antriebseinheit;

Figur 2a eine schematische Detailansicht im Querschnitt der Antriebseinheit

gemäß Figur 1 , und

Figur 2b eine schematische Detailansicht im Querschnitt für ein anderes

Ausführungsbeispiel einer Ausschieböffnung.

Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Pumpe 1 im Längsschnitt. Diese umfasst eine Antriebseinheit 3 und eine Pumpeneinheit 5. Die Antriebseinheit 3 und die Pumpeneinheit 5 sind bevorzugt integral ausgebildet. Dies be- deutet, dass sie eine bauliche Einheit bilden, sodass die Pumpe 1 eine Baugruppe darstellt.

Die Antriebseinheit 3 umfasst ein Gehäuse 7. Dieses ist bei dem dargestellten

Ausführungsbeispiel topfförmig ausgebildet. Es umschließt einen Motorraum 9. Eine offene Seite des topfformigen Gehäuses 7 ist durch einen Träger 1 1 geschlossen, der die Pumpeneinheit 5 trägt. Er ist hier wie ein Deckel ausgebildet, der das Gehäuse 7 dicht verschließt.

In dem Motorraum 9 ist ein Rotor 13 angeordnet. Dieser ist mit einer Antriebswelle 15 verbunden, die wiederum mit der Pumpeneinheit 5 verbunden ist. Auf diese Weise bewirkt der Rotor 13 im Betrieb der Pumpe 1 eine Drehbewegung der drehbeweglichen Teile der Pumpeneinheit 5 um eine Längsachse der Antriebswelle 15. Wird von einer axialen Richtung gesprochen, ist stets die Richtung der Längsachse der Antriebswelle 15 gemeint. Eine radiale Richtung spricht eine Richtung an, die senkrecht auf dieser steht.

Die Pumpe 1 ist hier als Gerotorpumpe ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Pumpeneinheit 5 daher ein Innenzahnrad 17, das mit einem Außenzahnrad 19 kämmt. Außerdem weist die Pumpeneinheit 5 einen Abschlussdeckel 21 auf. Dieser verschließt den eigentlichen Pumpbereich mit dem Innenzahnrad 17 und dem Außenzahnrad 19. Er weist außerdem einen Ansaugbereich 23 und einen Auslassbereich 25 auf, wobei über den Ansaugbereich 23 Öl in einen eigentlichen Saugbereich gelangen kann, der von dem Innenzahnrad 17 und dem Außenzahnrad 19 gebildet wird. Über einen Druckbereich, der von den Zahnrädern gebildet wird, wird Öl über den Auslassbereich 25 ausgestoßen. Auf diese Weise fördert die Pumpeneinheit 5 Öl von dem Ansaugbereich 23 zum Auslassbereich 25. Das Prinzip einer Gerotorpumpe ist bekannt, sodass hierauf nicht weiter eingegangen wird.

Bei anderen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass die Pumpe nicht als

Gerotorpumpe ausgebildet ist. Sie kann beispielsweise als Flügelzellenpumpe, Radialkolbenpumpe oder in sonstiger geeigneter Weise ausgebildet sein. Die Antriebswelle 15 ist mit dem Innenzahnrad 17 verbunden, sodass dieses durch den Rotor 13 angetrieben wird. Dabei ist die Antriebswelle 15 in einem ersten Lager 27 und bevorzugt in einem zweiten Lager 29 gelagert. Bevorzugt ist das erste Lager 27 als Gleitlager ausgebildet. Das zweite Lager 29 ist vorzugsweise als Kugellager, besonders bevorzugt als Rillenkugellager ausgebildet.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 3 als Elektromotor ausgebildet, der einen Stator 31 umfasst. Insbesondere sind in Figur 1 die Statorwicklungen 33, 33' dargestellt. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit 3 als Synchronmotor, besonders bevorzugt als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC-Motor), ganz besonders bevorzugt als sensorloser BLDC-Motor ausgebildet. In diesem Fall ist der Rotor 13 als Permanentmagnet ausgeführt, oder er umfasst Bereiche, welche permanentmagnetisches Material umfassen. Das Prinzip eines Elektromotors, insbesondere eines Synchron- oder BLDC-Motors ist bekannt, sodass hier nicht weiter darauf eingegangen wird.

Besonders bevorzugt werden der Stator und der Rotor so positioniert und/oder ausgebildet, dass das Lager 29 vorgespannt ist. Insbesondere herrscht bevorzugt zwischen dem Stator 31 und dem Rotor 13 eine Magnetkraft, die den Rotor 13 in Figur 1 nach links drängt, wodurch auch die Antriebswelle 15 nach links gedrängt wird. Auf diese Weise wird eine Kraft auf das Lager 29 ausgeübt, welche in axialer Richtung wirkt, und es vorspannt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Lager als axiales Kugellager ausgebildet ist. Durch die Vorspannung wird eine hohe Steifigkeit, ein geräuscharmer Lauf, eine genauere Führung der Antriebswelle 15 sowie ein Ausgleich von Verschleiß- und Setzvorgängen in dem Lager 29 bewirkt. Dies ermöglicht insgesamt eine lange Gebrauchsdauer des Lagers 29.

Ein erster Fluidpfad 35 führt von einer Unteröl-Umgebung 37 des Gehäuses 7 in den Motorraum 9. Die Unteröl-Umgebung ist unterhalb eines Ölspiegels S angeordnet, wobei die Pumpe bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel teilweise unter den Öl- spiegel S taucht. Der Fluidpfad 35 führt über das erste Lager 27, das - abhängig von der Viskosität des Öls - eine gewisse Leckrate aufweist, in einen Raum 39. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umgreift dieser die Antriebswelle. Er ist außerdem - in axialer Richtung gesehen - durch das erste Lager 27 und vorzugsweise das zweite Lager 29 begrenzt. Insgesamt bildet hier der Raum 39 einen Ringraum um die Antriebswelle 15. In dem Träger 1 1 ist eine Bypassoffnung 41 vorgesehen, über die der Motorraum 9 mit dem Raum 39 in Fluidverbindung steht. Die Bypassoffnung 41 kann vorzugsweise als Bohrung ausgebildet sein. Letztlich gelangt Öl aus der Unteröl- Umgebung 37 der Pumpe 1 beziehungsweise des Gehäuses 7 über den Ansaugbereich 23 und den von dem Innenzahnrad 17 und dem Außenzahnrad 19 gebildeten Saugbereich über das erste Lager 27 in den Raum 39, und von diesem über die Bypassoffnung 41 in den Motorraum 9. Von dem Saugbereich, der durch die Zahnräder 17, 19 gebildet wird, gelangt das Öl innerhalb der Pumpe in den Druckbereich, der mit dem Auslassbereich 25 in Fluidverbindung steht. Der Druckbereich der Pumpe grenzt ebenfalls an das erste Lager 27. Gerade auch aus dem Druckbereich der Zahnräder 17, 19, in welchem das Öl unter erhöhtem Druck steht, gelangt dieses als Leckage über das Lager 27 in den Raum 39.

Insgesamt umfasst der erste Fluidpfad 35 somit den Ansaugbereich 23, den

Saugbereich und insbesondere auch den Druckbereich der Zahnräder 17, 19, den Leckagepfad durch das Lager 27, den Raum 39, sowie die Bypassoffnung 41 . Im Betrieb und auch im Stillstand der Pumpe 1 gelangt so Öl aus der Unteröl-Umgebung 37 über den ersten Fluidpfad 35 in den Motorraum 9 und steht dort zur Kühlung der Antriebseinheit 3 zur Verfügung.

Die Durchtrittsrate des Öls entlang des ersten Fluidpfads hängt von der Viskosität des Öls und damit insbesondere auch von dessen Temperatur ab. Erwärmt sich das Öl, beispielsweise durch die Abwärme der Antriebseinheit 3, sinkt seine Viskosität, und es kann mehr Öl pro Zeiteinheit durch den Fluidpfad treten. Der Antriebseinheit 3 beziehungsweise dem Motorraum 9 wird also mehr Öl zugeführt, wenn das Öl wärmer ist. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise, dass die Antriebseinheit 3 temperaturabhängig gekühlt wird. Je wärmer sie wird, desto mehr Öl wird über den ersten Fluidpfad 35 zur Kühlung zugeführt und kann somit auch mehr Wärme abtransportieren. Wenn die Pumpe 1 zumindest teilweise in das Öl eintaucht, kann der Motor allerdings während eines Stillstands über den ersten Fluidpfad 35 und gegebenenfalls auch weitere Bohrungen in dem Gehäuse 7 volllaufen. Bei einem Wiederstart der Pumpe dreht sich dann der Rotor 13 in dem vollständig mit Öl gefüllten Motorraum 9, wobei durch das Schleppmoment des Öls erhebliche Verluste, sogenannte Planschverluste, auftreten.

Um dies zu vermeiden, ist bei der hier vorliegenden Antriebseinheit mindestens ein zweiter Fluidpfad 43 vorgesehen, der von dem Motorraum 9 zu einer Luft-Umgebung 38 führt. Diese ist über dem Ölspiegel S angeordnet. Der zweite Fluidpfad 43 ist so ausgebildet und/oder angeordnet, dass der Rotor 13 Öl aus dem Motorraum ausschieben kann. Dabei beschleunigt der Rotor 13 während seiner Rotation an ihm anhaftendes Öl, welches über den zweiten Fluidpfad 43 ausgeschoben wird.

Bevorzugt ist der zweite Fluidpfad 43 bereichsweise in einer Umfangswandung 47 des Gehäuses 7 vorgesehen. Das aufgrund der über den sich drehenden Rotor 13 vermittelten Zentrifugalkraft insbesondere in radialer Richtung beschleunigte und in tangentialer Richtung mitgeschleppte Öl wird dann besonders effizient über den zweiten Fluidpfad 43 ausgeschoben.

Vorzugsweise umfasst der zweite Fluidpfad 43 eine Ausschieböffnung 45, die in der Umfangswandung 47 des Gehäuses 7 vorgesehen ist.

Bevorzugt ist mehr als ein zweiter Fluidpfad 43 vorgesehen. Es ist möglich, dass - in Umfangsrichtung gesehen - in der Umfangswandung 47 mindestens zwei, vorzugsweise mehr Ausschieböffnungen 45 angeordnet sind. Die Ausschieböffnungen sind dabei entweder über dem Ölspiegel S angeordnet, oder sie sind mit mindestens einem Schnorchel verbunden, der über den Ölspiegel S ragt, so dass der zweite

Fluidpfad 43 in jedem Fall in die Luft-Umgebung 38 führt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Durchtrittsquerschnitt des einen zweiten Fluidspfads 43, oder der kumulierte Durchtrittsquerschnitt der verschiedenen zweiten Fluidpfade, größer ist als der Durchtrittsquerschnitt des ersten Fluidpfads 35. In diesem Fall wird nämlich pro Zeiteinheit von dem Rotor 13 mehr Öl ausgeschoben, als über den ersten Fluidpfad 35 nachfließen kann. Damit entleert sich ein im Stillstand vollgelaufener Motor beim Wiederstart rasch, sodass Planschverluste auf eine kurze Zeit nach dem Starten begrenzt sind. Der Durchtrittsquerschnitt des ersten Fluidpfads 35 muss dabei lediglich groß genug sein, um eine hinreichende Ölmenge für die Kühlung der Antriebseinheit 3 in den Motorraum 9 leiten zu können.

Abhängig davon, ob Luft in den Motorraum 9 nachströmen kann, liegt in demselben ein Öl-Öldampf-Gemisch oder ein Öl-Luft-Gemisch vor. Insbesondere Getriebeöl enthält allerdings typischerweise eine große Menge in Öl gelöste Luft oder Luftblasen, sodass in diesem Fall beim Ausschieben des Öls Luft frei wird, auch ohne dass Umgebungsluft nachströmt. Auch dann liegt ein Öl-Luft-Gemisch - gegebenenfalls unter Unterdruck - vor.

Insbesondere, wenn die Pumpe teilweise tief in Öl eingetaucht ist, wird vorzugsweise mindestens ein dritter Fluidpfad 49 vorgesehen, der von der Luft-Umgebung 38 besonders bevorzugt über einen Schorchel in den Motorraum 9 führt. Durch diesen dritten Fluidpfad 49 kann dann Umgebungsluft in den Motorraum 9 nachströmen, wenn das Öl über den zweiten Fluidpfad 43 ausgeschoben wird. Hierzu steht der dritte Fluidpfad bevorzugt mit der Luft-Umgebung 38 in Fluidverbindung. Dazu kann - wie dargestellt - der entsprechende Bereich der Pumpe 1 , welcher den dritten Fluidpfad 49 aufweist, nicht in das Öl eingetaucht sein. Es ist aber auch möglich, dass der dritte Fluidpfad 49 einen Schnorchel umfasst, der über den Ölspiegel S hinausragt, wenn die Pumpe 1 vollständig oder zumindest teilweise tief eingetaucht ist.

Besonders bevorzugt umfasst der dritte Fluidpfad 49 eine Öffnung 51 in der

Umfangswandung 47. Über diese kann bevorzugt Luft nachströmen, wenn die Pumpe mit der Öffnung 51 aus dem Öl herausragt, oder wenn ein Schnorchel in beziehungsweise an der Öffnung 51 vorgesehen ist, welcher aus dem Öl hinausragt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umgreift der Rotor 13 den Stator 31 als Außenläufer. Dies ist besonders vorteilhaft, weil so das an dem Rotor 13 anhaftende Öl auf einem großen Radius und in direkter Nähe der Ausschieböffnung 45 beschleunigt wird, sodass es leicht ausgeschoben werden kann.

In Figur 1 ist noch eine gestrichelte Linie 53 dargestellt, die in radialer Richtung verläuft und senkrecht auf der Umfangswandung 47 steht und den Schnittbereich für die Schnittdarstellungen in Figur 2 andeutet.

Figur 2a zeigt eine Detailansicht der Pumpe 1 , nämlich einen Ausschnitt aus einer Querschnittsansicht, wobei die Schnittebene in Figur 1 auf Höhe der Linie 53 angeordnet ist. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangenen Ausführungen verwiesen wird. Dargestellt sind insbesondere der Rotor 13 sowie das Gehäuse 7 mit seiner Umfangswandung 47.

Anhand von Figur 2a wird ein Ausführungsbeispiel für die Ausschieböffnung 45 in dem zweiten Fluidpfad 43 beschrieben. Insbesondere wird aus Figur 2a deutlich, wie die Ausschieböffnung 45 ausgebildet sein kann, um ein effizientes Ausschieben von Öl aus dem Motorraum 9 durch den Rotor 13 mit vorzugsweise hoher Ausschiebgeschwindigkeit zu ermöglichen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Ausschieböffnung 45 eine besondere Formgebung auf: Sie weist eine Durchtrittsfläche 55 auf, die im Wesentlichen senkrecht - hier genau senkrecht - zu einer gedachten Umfangslinie der Drehrichtung des Rotors 13 angeordnet ist. Diese ist in Figur 2a durch den Pfeil P angedeutet. Die Drehung des Rotors 13 verläuft konzentrisch zur Längsachse der Antriebswelle 15. Es ist also möglich, Umfangslinien zu konstruieren, die konzentrisch zur Längsachse der Antriebswelle 15 verlaufen und damit quasi Umfangslinien der Drehrichtung des Rotors 13 darstellen. Die Durchtrittsfläche 55 verläuft zumindest in ihrem Schnittpunkt mit mindestens einer solchen Umfangslinie im Wesentlichen - hier genau - senkrecht zu dieser. An dem Rotor 13 anhaftendes Öl enthält von diesem ei- ne Hauptgeschwindigkeitskomponente, welche im Wesentlichen tangential zu der Drehrichtung des Rotors 13 beziehungsweise einer entsprechenden Umfangslinie orientiert ist. Da-durch, dass die Durchtrittsfläche 55 im Wesentlichen senkrecht zu einer gedachten Umfangslinie der Drehrichtung des Rotors 13 angeordnet ist, kann das Öl in Richtung seiner Hauptgeschwindigkeitskomponente ungehindert durch die Auss- chieböffnung 45 austreten. Diese ist also so angeordnet beziehungsweise geformt, dass Öl sehr effizient von dem Rotor 13 ausgeschoben werden kann.

Besonders bevorzugt wird die Ausschieböffnung 45 durch einen Bereich 57 der Umfangswandung 47 gebildet, welcher - in radialer Richtung gesehen - zurückspringt. Gemeinsam mit einem Bereich 59 der Umfangswandung 47, der sich - entgegen der Drehrichtung des Rotors 13 gesehen - an den zurückspringenden Bereich 57 anschließt und selbst nicht zurückspringt, wird so auf konstruktiv einfache Weise die Ausschieböffnung 45 ausgebildet. Sie kann beispielsweise in das Gehäuse eingestanzt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Rotor 13 einen Außendurchmesser aufweist, der nur wenig kleiner ist als ein Innendurchmesser des Gehäuses 7. In diesem Fall ist nur ein relativ kleines Ölvolumen zwischen dem Rotor 13 und der Umfangswandung 47 angeordnet, welches quasi vollständig durch den Rotor 13 beschleunigt werden kann. Besonders bevorzugt springt dann der zurückspringende Bereich 57 so weit - in radialer Richtung gesehen - zurück, dass die Durchtrittsfläche 55 einen Großteil der zur Verfügung stehenden Fläche zwischen der Umfangswandung 47 und dem Rotor 13 einnimmt. In diesem Fall kann eine erhebliche Menge des zwischen dem Rotor 13 und der Umfangswandung 47 angeordneten Öls über die Durchtrittsfläche 55 ausgeschoben werden. Je näher dabei der zurückspringende Bereich 57 - in radialer Richtung gesehen - dem Rotor 13 kommt, desto mehr kann er quasi das an dem Rotor 13 anhaftende Öl abschaben, sodass es ausgeschoben wird.

Figur 2b zeigt eine schematische Detailansicht im Querschnitt für ein anderes

Ausführungsbeispiel einer Ausschieböffnung 45. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorange- gangene Beschreibung verwiesen wird. Die Ausschieböffnung 45 wird hier durch einen Bereich 57 der Umfangswandung 47 gebildet, welcher - in radialer Richtung gesehen - vorspringt. Gemeinsam mit einem Bereich 59 der Umfangswandung 47, der sich an den vorspringenden Bereich 57 anschließt und selbst nicht vorspringt, wird so auf konstruktiv einfache Weise die Ausschieböffnung 45 ausgebildet. Sie kann beispielsweise ebenfalls in das Gehäuse eingestanzt werden.

Wie bereits ausgeführt, sind bevorzugt mehr als eine Ausschieböffnung 45 - in Umfangsrichtung gesehen - im Bereich der Umfangswandung 47 angeordnet. Sie sind dabei entweder über dem Ölspiegel S angeordnet, oder mit mindestens einem Schnorchel verbunden, der über den Ölspiegel S ragt.

Insgesamt zeigt sich, dass die vorliegende Antriebseinheit und die vorliegende Pumpe aufgrund des zweiten Fluidpfads, der ein Ausschieben von Öl aus dem Motorraum 9 durch den Rotor 13 ermöglicht, wesentlich reduzierte Planschverluste und damit einen erheblich gesteigerten Wirkungsgrad aufweisen. Damit sinkt auch die aufgenommene Antriebsleistung, sodass die Antriebseinheit und die Pumpe besonders sparsam sind.

Bezuqszeichenliste

I Pumpe

3 Antriebseinheit

5 Pumpeneinheit

7 Gehäuse

9 Motorraum

I I Träger

13 Rotor

15 Antriebswelle

17 Innenzahnrad

19 Außenzahnrad

21 Abschlussdeckel

23 Ansaugbereich

25 Auslass

27 Gleitlager

29 Kugellager

31 Stator

33 Statorwicklung

35 Fluidpfad

37 Unterölumgebung

38 Luftumgebung

39 Raum

41 Bypass

43 Fluidpfad

45 Ausschieböffnung

47 Umfangswandung

49 Fluidpfad

51 Öffnung

53 Linie

55 Durchtrittsfläche 57 Bereich

59 Bereich

33' Statorwicklung

P Pfeil

S Ölspiegel

Claims

Patentansprüche

1 . Antnebseinheit (3) für eine Unterölpumpe, mit

einem Gehäuse (7);

einem von dem Gehäuse (7) umschlossenen Motorraum (9), und einem in dem Motorraum (9) angeordneten Rotor (13), wobei ein erster Fluidpfad (35) von einer Unteröl-Umgebung (37) des Gehäuses (7) in den Motorraum (9) vorgesehen ist, um einen Ölfluss von der Unteröl-Umgebung (37) in den Motorraum (9) zu ermöglichen, gekennzeichnet durch mindestens einen zweiten Fluidpfad (43) von dem Motorraum (9) zu einer Luft-Umgebung (38) des Gehäuses (7), welcher ein Ausschieben von Öl aus dem Motorraum (9) durch den Rotor (13) ermöglicht.

2. Antriebseinheit (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fluidpfad (43) eine Ausschieböffnung (45) umfasst, die in einer Umfangswan- dung (47) des Gehäuses (7) vorgesehen ist.

3. Antriebseinheit (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus- schieböffnung (45) eine Durchtrittsfläche (55) aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zu einer gedachten Umfangslinie einer Drehrichtung (P) des Rotors (13) angeordnet ist.

4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschieböffnung (45) durch einen - in radialer Richtung gesehen - zurück- oder vorspringenden Bereich (57) der Umfangswandung (47) des Gehäuses (7) gebildet wird.

5. Antriebseinheit (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein dritter Fluidpfad (49) von der Luft- Umgebung (38) des Gehäuses (7) zu dem Motorraum (9) vorgesehen ist, durch welchen Umgebungsluft in den Motorraum (9) einströmen kann, wenn Öl über den zweiten Fluidpfad (43) ausgeschoben wird.

6. Antriebseinheit (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Fluidpfad (49) eine Öffnung (51 ) in der Umfangswandung (47) des Gehäuses (7) umfasst.

7. Antriebseinheit (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fluidpfad (35) über ein Lager (27) einer Antriebswelle (15) und eine Bypassoffnung (41 ) verläuft, über die der Motorraum (9) mit einem die Antriebswelle (15) umgreifenden Raum (39) in Fluidverbindung steht.

8. Antriebseinheit (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (3) als Elektromotor ausgebildet ist, der einen Stator (31 ) umfasst.

9. Antriebseinheit (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (13) den Stator (31 ) als Außenläufer umgreift.

10. Pumpe (1 ), insbesondere Unterölpumpe, gekennzeichnet durch eine Antriebseinheit (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.