ZAHNRADPUMPE

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

[0002] Zahnradpumpen umfassen unter anderem Innenzahnrad- und Zahnringpumpen, bei denen ein treibendes Zahnrad exzentrisch in der Innenverzahnung eines Zahnringes läuft. Innenzahnradpumpen, die besonders zur Bereitstellung hoher Drücke geeignet sind, werden zur Förderung von Fluiden eingesetzt, wie beispielsweise zur Förderung von Kraftstoff zu einer Verbrennungskraftmaschine.

[0003] Im Stand der Technik ist es bekannt, Innenzahnrad- oder Zahnringpumpen in einen elektronisch kommutierten Elektromotor zu integrieren, wobei der Rotor des Elektromotors gleichzeitig als Zahnring der Innenzahnrad- oder Zahnringpumpe ausgebildet ist.

[0004] In DE 10 2006 007 554 A1 ist eine Förderpumpe beschrieben, welche in einen Elektromotor integriert ist. Die Förderpumpe umfasst ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad. Zwischen den beiden Zahnrädern bildet sich ein Förderraum aus. Das zweite Zahnrad lagert in seiner Mitte auf einem Dorn. Das erste Zahnrad ist ein Außenzahnrad und bildet den Rotor, das zweite Zahnrad ist ein Innenzahnrad, welches im außermittigen Zentrum des ersten Zahnrads mitgeschleppt wird. Das erste Zahnrad umfasst eingeklebte Permanentmagnete, die über den Umfang verteilt angeordnet sind. Äußere Magnetfelderzeuger erzeugen ein umlaufendes, sich rotatorisch änderndes Feld, welches das direkte motorische Folgen des Rotors hervorruft.

[0005] Problematisch bei derartigen Konfigurationen ist jedoch die Lagerung des Zahnrings, welcher das Antriebsdrehmoment des Elektromotors übernehmen muss. Gleichzeitig müssen die hydraulischen Kräfte der Innenzahnradpumpe auf den Stator und weiter an das Pumpengehäuse übertragen werden.

[0006] In EP 1 600 635 A2 ist eine Innenzahnradpumpe beschrieben, welche einen Pumpenabschnitt mit einem inneren Rotor aufweist, welcher an seiner äußeren Peripherie mit Zähnen ausgebildet ist. Ein äußerer Rotor weist an seiner inneren Peripherie ausgebildete Zähne auf. Beide Rotoren sind in einem Gehäuse aufgenommen. Die Lagerung des als Zahnring ausgebildeten äußeren Rotors erfolgt hierbei mittels speziell geformter Zusatzbauteile.

[0007] Dokument EP 1 566 545 A2 offenbart eine elektrische Zahnradpumpe deren Zahnring durch ein Gleitlager gelagert ist.

[0008] Dokument DE 10 2006 037 177 A1 offenbart eine Innenzahnradpumpe deren Zahnring durch ein Magnetring gelagert ist

[0009] Die im Stand der Technik bekannten Lösungen zur Lagerung des Zahnrings in einer Innenzahnradpumpe bzw. in einer Zahnringpumpe sind von mechanisch kompliziertem Aufbau und daher konstruktiv aufwändig, komplex und teuer in der Herstellung.

[0010] Daher ist es erforderlich, eine einfache und kostengünstige Lösung zur Lagerung eines Zahnrings für eine Innenzahnradpumpe oder eine Zahnringpumpe bereitzustellen.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

[0011] Erfindungsgemäß wird eine Zahnradpumpe zum Fördern eines Fluids mit einem drehbar auf einem Lagerzapfen gelagerten außenverzahnten Zahnrad und einem innenverzahnten Zahnring vorgesehen, welche zur Erzeugung einer Förderwirkung in kämmendem Eingriff stehen, und welche gemeinsam mit einem elektrisch kommutierbaren Stator in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei sich der Stator konzentrisch um den Zahnring herum erstreckt und mit einem Magnetring zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft zusammenwirkt, wobei der Magnetring mit dem Zahnring zur Erzeugung der Förderwirkung eine Rotationsbewegung ausführt, wobei der Zahnring durch ein Gleitlager gelagert ist. Die Lagerung des Zahnrings wird durch einen ringförmig ausgebildeten Abschnitt vorgesehen, welcher zumindest an einer dem Zahnring gegenüberliegenden Oberfläche als Gleitlager ausgebildet ist.

[0012] Erfindungsgemäß ist der ringförmig ausgebildete Abschnitt in das Gehäuse eingepresst oder verklebt. Durch Lagern des Zahnring durch ein Gleitlager wird eine konstruktiv einfache und daher kostengünstige Lösung zur Lagerung vorgesehen.

[0013] Vorzugsweise ist der Magnetring zwischen dem Stator und dem Zahnring angeordnet. Der Magnetring hat dabei keine Gleitlageraufgabe. Die Aufgaben der Gleitlagerung werden vorteilhafterweise durch andere Bauteile der Innenzahnradpumpe und den Zahnring selbst übernommen.

[0014] In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der Magnetring und der Zahnring drehfest miteinander verbunden. So wird ein Antriebsdrehmoment von dem rotierenden Elektromagnetfeld an den Magnetring und weiter an den Zahnring der Innenzahnradpumpe oder Zahnringpumpe übertragen. Der Magnetring selbst übernimmt keine Lagerfunktion. Diese wird auf vorteilhafte Weise von anderen Bauteilen, vorzugsweise vom Zahnring selbst, übernommen.

[0015] Es ist darüber hinaus bevorzugt, wenn der Zahnring aus einem nicht magnetischen Material hergestellt ist. So wird eine magnetische Abkoppelung zwischen den einzelnen Bauteilen erreicht.

[0016] Vorzugsweise ist zwischen dem Stator und dem Magnet ring ein zweiter Radialspalt mit einem Wert von 0,1 bis 0,5 mm ausgebildet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0017] Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1

einen Schnitt durch eine Innenzahnradpumpe gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2

einen Schnitt durch eine Innenzahnradpumpe gemäß eines Beispiels,

Fig. 3

einen Schnitt durch eine Innenzahnradpumpe gemäß einer Ausführungsform,

Ausführungsformen der Erfindung

[0018] In Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Innenzahnradpumpe 1 gemäß dem Stand der Technik. Die Innenzahnradpumpe 1 umfasst ein Zahnradpaar, welches aus einen innenverzahnten Zahnring 2 und einem außenverzahnten Zahnrad 3 besteht. Das Zahnrad 3 ist exzentrisch zum Zahnring 2 drehbar auf einem Lagerzapfen 4 angeordnet. Wird der Zahnring 2 in eine Drehbewegung versetzt, so kämmt die Außenverzahnung des Zahnrads 3 in der Innenverzahnung des Zahnrings 2 und erzeugt einen Fördervolumenstrom des Fluids, in welchem die Verzahnung läuft. Das Zahnradpaar aus dem Zahnring 2 und dem Zahnrad 3 ist in einem Gehäuse 5 angeordnet, wobei der Lagerzapfen 4 einteilig bzw. integral mit dem Gehäuse 5 ausgebildet ist. Der Zahnring 2 ist darüber hinaus drehfest mit einem Magnetring 6 verbunden, wobei sich der Magnetring 6 um den Zahnring 2 radial umlaufend erstreckt. Der Magnetring 6 läuft in einer Innenseite eines Stators 7, welcher eine Elektrowicklung 8 aufweist. Wird die Elektrowicklung 8 durch eine Steuerung elektrisch kommutiert, so wird im Stator 7 ein umlaufendes Magnetfeld erzeugt. Aufgrund des umlaufenden Magnetfeldes wird der Magnetring 6 in Rotation versetzt, wobei aufgrund der drehfesten Verbindung des Magnetrings 6 mit dem Zahnring 2 auch die Verzahnung bestehend aus dem Zahnring 2 und dem Zahnrad 3 in Betrieb gesetzt wird. Der Magnetring 6 ist an dem Stator 7 gleitend gelagert. Hierbei ist der Magnetring 6 mit einer entsprechenden Beschichtung aus einem geeigneten Gleitmaterial versehen. Diese Ausführung ist für die Anwendung hoher Förderdrücke und bei schlecht schmierenden Flüssigkeiten, wie beispielsweise Benzin oder Diesel, nicht geeignet.

[0019] Die offene Seite des Gehäuses 5 der Innenzahnradpumpe 1 wird mittels eines Anschlussdeckels 9 verschlossen, wobei zur fluiddichten Abdichtung der Spalte zwischen dem Anschlussdeckel 9 und dem Gehäuse 5 ein Dichtelement 10 vorgesehen ist. Das Dichtelement 10 ist als O-Ring ausgeführt und ist in einer entsprechenden umlaufenden Nut (nicht dargestellt) innerhalb des Anschlussdeckels 9 angeordnet.

[0020] Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Innenzahnradpumpe 1 gemäß eines Beispiels. Die hier dargestellte Innenzahnradpumpe 1 unterscheidet sich im Wesentlichen von der in Fig. 1 dargestellten Innenzahnradpumpe 1 dadurch, dass nicht der Magnetring 6 die Lagerfunktion übernimmt sondern der Außenring bzw. der Zahnring 2 durch ein Gleitlager gelagert wird. Der Magnetring 6 und der Zahnring 2 sind entweder formschlüssig verbunden, oder die Verbindung wird in der Ausführungsform durch z. B. Verkleben der beiden Bauteile miteinander erreicht. Ein Antriebsdrehmoment wird so von einem rotierenden Elektromagnetfeld an den Magnetring 6 und weiter an den Zahnring 2 der Innenzahnradpumpe 1 übertragen. Um eine magnetische Abkopplung zwischen den Bauteilen zu realisieren, ist das Zahnrad 3 aus nicht magnetischem Material hergestellt. Um die Gleitlagerung am Zahnring 2 zu realisieren, ist ein ringförmig ausgebildeter Abschnitt 11 vorgesehen, welcher hier einteilig bzw. integral mit dem Gehäuse 5 ausgebildet ist und von einer Innenwand 14 des Gehäuses 5 radial abragt. Der ringförmig ausgebildete Abschnitt 11 ist an einer dem Zahnring 2 gegenüberliegenden ersten Oberfläche 15 als Gleitlager 25 ausgebildet. Zwischen einer zweiten Oberfläche 16 des ringförmig ausgebildeten Abschnitts 11, welche dem Magnetring 6 gegenüberliegt, und dem Magnetring 6 ist ein erster Radialspalt 12 vorhanden. Ein weiterer zweiter Radialspalt 13 ist zwischen dem Magnetring 6 und dem Stator 7 auf kleine Werte ausgelegt mit dem Ziel, eine gute Drehmomentübertragung und geringe hydraulische Reibung zu erreichen. Die Breite des zweiten Radialspalts 12, 13 liegt in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm.

[0021] Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Innenzahnradpumpe 1 gemäß einer Ausführungsform, welche sich von der in Fig. 2 dargestellten Innenzahnradpumpe 1 dadurch unterscheidet, dass in dieser Ausführungsform der ringförmig ausgebildete Abschnitt 11 nicht integral mit dem Gehäuse 5 hergestellt ist sondern als separates Bauteil hergestellt ist. Der ringförmig ausgebildete Abschnitt 11 mit Lagerfunktion ist in das Gehäuse 5 bzw. in eine Aussparung 17, welche in der Innenwand 14 des Gehäuses 5 vorgesehen ist, eingepresst oder eingeklebt.

[0022] Bei der Zahnradpumpe gemäß der Erfindung wird eine konstruktiv einfache und somit kostengünstige Gleitlagerung realisiert.

Ansprüche

1. Zahnradpumpe (1) zum Fördern eines Fluids mit einem drehbar auf einem Lagerzapfen (4) gelagerten außenverzahnten Zahnrad (3) und einem innenverzahnten Zahnring (2), welche zur Erzeugung einer Förderwirkung in kämmendem Eingriff stehen, und welche gemeinsam mit einem elektrisch kommutierbaren Stator (7) in einem Gehäuse (5) angeordnet sind, wobei sich der Stator (7) konzentrisch um den Zahnring (2) herum erstreckt und mit einem Magnetring (6) zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft zusammenwirkt, wobei der Magnetring (6) mit dem Zahnring (2) zur Erzeugung der Förderwirkung eine Rotationsbewegung ausführt, wobei
der Zahnring (2) durch ein Gleitlager (25) gelagert ist, wobei die Lagerung des Zahnrings (2) durch einen ringförmig ausgebildeten Abschnitt (11) vorgesehen wird, welcher zumindest an einer dem Zahnring (2) gegenüberliegenden ersten Oberfläche (15) als Gleitlager (25) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der ringförmig ausgebildete Abschnitt (11) in das Gehäuse (5) eingepresst oder eingeklebt ist.

2. Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetring (6) zwischen dem Stator (7) und dem Zahnring (2) angeordnet ist.

3. Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetring (6) und der Zahnring (2) drehfest verbunden sind.

4. Zahnradpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zahnring (2) aus einem nicht magnetischen Material hergestellt ist.

5. Zahnradpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Stator (7) und dem Magnetring (6) ein zweiter Radialspalt (13) mit einem Wert von 0,1 bis 0,5 mm ausgebildet ist.

Claims

1. Gear pump (1) for conveying a fluid having an externally toothed gearwheel (3) which is mounted rotatably on a bearing journal (4) and an internally toothed annular gear (2), which are in meshing engagement in order to generate a conveying action, and which are arranged together with an electrically commutatable stator (7) in a housing (5), the stator (7) extending concentrically around the annular gear (2) and interacting with a magnet ring (6) in order to generate an electromotive force, the magnet ring (6) performing a rotational movement with the annular gear (2) in order to generate the conveying action, the annular gear (2) being mounted by way of a plain bearing (25), the mounting of the annular gear (2) being provided by way of a section (11) of annular configuration which is configured at least on a first surface (15) which lies opposite the annular gear (2) as a plain bearing (25), characterized in that the section (11) of annular configuration is pressed or adhesively bonded into the housing (5).

2. Gear pump (1) according to Claim 1, characterized in that the magnet ring (6) is arranged between the stator (7) and the annular gear (2).

3. Gear pump (1) according to Claim 1 or 2, characterized in that the magnet ring (6) and the annular gear (2) are connected fixedly so as to rotate together.

4. Gear pump (1) according to one or more of Claims 1 to 3, characterized in that the annular gear (2) is manufactured from a non-magnetic material.

5. Gear pump (1) according to one or more of Claims 1 to 4, characterized in that a second radial gap (13) with a value from 0.1 to 0.5 mm is configured between the stator (7) and the magnet ring (6).

Revendications

1. Pompe à engrenages (1) pour le transport d'un fluide avec une roue dentée à denture extérieure (3) montée de façon rotative sur un tourillon (4) et une couronne dentée à denture intérieure (2), qui engrènent en prise pour la production d'une action de transport, et qui sont disposées avec un stator (7) commutable électriquement dans un boîtier (5), dans laquelle le stator (7) s'étend de façon concentrique autour de la couronne dentée (2) et coopère avec un anneau magnétique (6) pour la production d'une force électromotrice, dans laquelle l'anneau magnétique (6) exécute un mouvement de rotation avec la couronne dentée (2) pour la production de l'action de transport, dans laquelle la couronne dentée (2) est supportée par un palier lisse (25), dans laquelle l'appui de la couronne dentée (2) est prévu par une partie (11) de forme annulaire, qui est réalisée sous forme de palier lisse (25) au moins sur une première surface (15) opposée à la couronne dentée (2), caractérisée en ce que la partie de forme annulaire (11) est pressée ou collée dans le boîtier (5).

2. Pompe à engrenages (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'anneau magnétique (6) est disposé entre le stator (7) et la couronne dentée (2).

3. Pompe à engrenages (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'anneau magnétique (6) et la couronne dentée (2) sont assemblés de façon solidaire en rotation.

4. Pompe à engrenages (1) selon une ou plusieurs des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la couronne dentée (2) est fabriquée en un matériau non magnétique.

5. Pompe à engrenages (1) selon une ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un deuxième entrefer radial (13) d'une valeur de 0,1 à 0,5 mm est formé entre le stator (7) et l'anneau magnétique (6).

Zeichnung