DE102006007554A1

DE102006007554A1 - Förderpumpe, insbesondere für Harnstoffwasserlösung als Abgasnachbehandlungsmedium

Info

Publication number: DE102006007554A1
Application number: DE102006007554A
Authority: DE
Inventors: Markus Dr. Ing. Wilke; Dieter Dipl. Ing. Maisch (FH); Stefan Dipl. Ing. Klotz (FH)
Original assignee: Hydraulik Ring GmbH
Current assignee: Hilite Germany GmbH
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2007-08-23

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Elektromotor, der gleichzeitig eine integrierte Pumpe darstellt. Die einzigen beweglichen Teile sind ein erstes und ein zweites ineinander eingreifendes Zahnrad.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe, die mit zwei Zahnrädern arbeitet, um zum Beispiel ein Abgasnachbehandlungsmedium auf Harnstoffwasserbasis einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere im Kraftfahrzeug, zur Verfügung zu stellen.

Stand der Technik

Es ist bekannt, mittels einer Harnstoffwasserlösung, die in das Abgas von Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, eindosiert wird, den Stickoxidanteil im Abgas zu reduzieren. Die Harnstoffwasserlösung wird im Kraftfahrzeug mitgeführt und bedarfsgerecht in den Abgasstrang eindosiert, wobei die Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter stammt, der direkt oder indirekt mit einer Förderpumpe verbunden ist. Eine geeignete Förderpumpe ist zum Beispiel in der DE 103 51 222 A (HYDRAULIK-RING GMBH) offenbart, die eine Membranpumpe ist. Die Qualität von Membranpumpen hängt sehr stark von der Qualität der Membran selber ab. Im Lastkraftwagenbereich werden extrem hohe Anforderungen an die Langzeitlaufleistung der Pumpe gestellt. Gleichzeitig herrscht ein beachtlicher Kostendruck, so dass qualitativ hochwertige Pumpen wie eine Membranpumpe nur schwerlich längerfristig im Kraftfahrzeugbau erfolgreich platziert werden können.

Weiterhin ist bekannt, dass die Harnstoffwasserlösung schwer zu behandelnde Erscheinungen zeigt. So ist zum Beispiel in der zum Anmeldezeitpunkt unveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2005 056 A (HYDRAULIK-RING GMBH) das Problem behandelt worden, dass die Harnstoffwasserlösung auskristallisieren kann und die Kristalle über elektrische Kabeln wandern können.

Mit dem Begriff Harnstoffwasserlösung sind alle Abasnachbehandlungsmedien gemeint, die insbesondere die Stickoxidmenge im Abgas eindosierend verringern können. Neben der weit verbreiteten Harnstoffwasserlösung sind weitere, vor allem synthetisch herstellbaren, aber auch natürlich existente wässrigen Medien bekannt, die eine ähnliche stickoxidreduktive Wirkung im Abgasstrang entfalten können.

Offenbarung der Erfindung

Technische Aufgabe

Unter diesen Rahmenbedingungen ist die Notwendigkeit einer neuen Pumpenkonstruktion gegeben, die als Kraftfahrzeugpumpe für eine Harnstoffwasserlösung geeignet ist, und hierbei mit den besonderen Schwierigkeiten der Kraftfahrzeuganwendung auf der einen Seite und den Anforderungen auf Grund der Harnstoffwasserlösung auf der anderen Seite umgehen können soll.

Vorteilhaft ist es, wenn die Pumpe so gestaltet ist, dass sie kontinuierlich fördern kann.

Technische Lösung

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Förderpumpe gemäß Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen zu erblicken. Eine entsprechende Abgasnachbehandlungseinrichtung für Kraftfahrzeuge ist dem Anspruch 12 zu entnehmen.

Insbesondere bei einer Harnstoffwasserlösung sind nur Kleinstmengen zu fördern, das sind solche Mengen, die weniger als 50 l pro Stunde betragen. In einem in einem Labor untersuchten System muss die Förderleistung sogar nur bei 20 l pro Stunde liegen. Die Förderpumpe muss harnstoffwasserlösungsfest sein. Die Harnstoffwasserlösung ist extrem korrosiv, genauso wie viele ihrer synthetischen Verwandten. Viele gängige metallische Werkstoffe oxidieren, wenn sie in der Harnstoffwasserlösung eingetaucht sind. Gleichzeitig soll die Pumpe möglichst wenige, bewegliche Teile aufweisen, die direkt mit der Harnstoffwasserlösung in Berührung stehen. Ein bekanntes Pumpensystem sind die Zahnradpumpen, die mittels zweier ineinander eingreifender Zahnräder die zu fördernde Flüssigkeit fördern. Die beiden Zahnräder sind zueinander exzentrisch angeordnet. Die einzelnen Räder des jeweiligen Zahnrades können ineinander in einen bestimmten Bereich eingreifen, während zwischen den Zahnrädern in einen anderen Bereich ein Förderraum durch die Exzentrizität eröffnet wird. Weiterhin sind solche Förderpumpen mit Magnetfelderzeugern ausgestattet. In den gängigen Zahnradförderpumpen bewegt der Magnetfelderzeuger entweder eine Welle oder treibt über eine magnetische Kupplung eine Antriebswelle an. Die in den Förderraum weisende oder hinreichende Welle wird in der Regel flüssigkeitsdicht durch zusätzliche Dichtringe abgedichtet.

Dem gegenüber ist in der erfindungsgemäßen Förderpumpe keine Welle vorhanden, sie ist wellenfrei. Die eigentliche Förderung erfolgt über die beiden ineinander eingreifenden, im Pumpraum vorhandenen Zahnräder. Die Förderräder können auch so gestaltet sein, dass sie als Gerotorpumpe arbeiten. Die Magnetfelderzeuger liegen außerhalb des Pumpraums. Sie bauen veränderliche Magnetfelder, insbesondere umlaufende Magnetfelder auf, die eine rotierende Bewegung eines der beiden Zahnräder kontaktlos hervorrufen. Die Pumpe folgt in ihrer Rotationsrichtung der Drehrichtung des Feldes. Die Zahnräder befinden sich im Pumpenraum, sie haben keine Dreh- oder Kontaktdurchführung aus dem Pumpenraum raus. Das erzeugte Magnetfeld aus den Magnetfelderzeugern wirkt direkt und unmittelbar auf das bewegende Zahnrad. Durch die Exzentrizität der Anordnung der beiden Zahnräder zueinander schleppt das angetriebene Zahnrad das zweite Zahnrad jeweils stückchenweise mit. Das Magnetfeld, das sich aus den Magnetfelderzeugern aufbaut, verändert seine Erscheinung in zeitlicher Hinsicht im Pumpraum. Das Magnetfeld baut sich auf und durchgreift wenigstens eines der Zahnräder, zum Beispiel induktiv bzw. elektromagnetisch. Hierdurch wird eine Bewegung in wenigstens einem der beiden Zahnräder hervorgerufen.

Vorteilhafte Wirkungen

Der Pumpraum ist durch einen wannenartig gestalteten Deckel, der als tiefgezogener Zylinder geschaffen sein kann, von dem Raum getrennt, in dem der Magnetfelderzeuger angeordnet ist. Das Pumpengehäuse ist andernends durch einen Flansch verdeckt, durch den Durchbrechungen gehen können, zum Beispiel eine Mediumzuführleitung und eine Mediumabführleitung. Die Wanne hat einen umlaufenden Rand, gegen den der Flansch anliegt. Es führen keine elektrischen Leitungen in den Pumpraum. Der Pumpraum ist somit elektrisch kontaktlos, aber ein elektromagnetisches Feld greift in den Pumpraum. Auch ist der Pumpraum wellenlos. Nur das Aussenzahnrad der beiden Zahnräder lagert auf einem Dorn, der aus dem Flansch hervorsteht, so dass eine exzentrische Anordnung zwischen den beiden Zahnrädern möglich ist. Bis auf die Durchbrechungen im Flansch kann der Pumpraum als hermetisch abgeschlossener Raum im leitungstechnischen Sinne und Flüssigkeitssinn betrachtet werden. Das antreibende Zahnrad rotiert aufgrund des elektrischen Feldes, es kann in der Harnstoffwasserlösung schwimmend angeordnet sein. Nur eine geringe Anzahl Bauteile sind somit mit der korrosiven Harnstoffwasserlösung in Berührung.

Das erste Zahnrad, das Innenzahnrad, sieht von außen betrachtet wie ein kreisrunder Ring aus, in dessen Mitte, ebenfalls in ungefähr gleicher Höhe wie das Innenzahnrad, ein auf dem Dorn des Flansches liegendes Außenzahnrad, angeordnet ist. Das Innenzahnrad schleppt das Außenzahnrad bei zahnmäßigem Eingriff solange mit, wie ein Zahneingriff sichergestellt ist. Somit kann nach einer Ausgestaltung das Magnetfeld so gestaltet werden, dass vor allem das äußere Zahnrad gut durchsetzt wird. Der Magnetfelderzeuger kann zum Beispiel durch eine Anzahl von Spulen, die auf Transformatorblechen lagern, und von diesen getragen werden, aufgebaut werden. Die Spulen werden nach und nach unterschiedlich angesteuert, sie erzeugen hierdurch ein wechselndes Magnetfeld. Die Spulen des Magnetfelderzeugers sind außerhalb des Pumpraums angeordnet. Sie befinden sich vorzugsweise in dem Bereich, der dem Flansch abgewandt ist. Dieser Abschnittsfortsatz des Flansches, der kreisrund, also ringartig, sein kann, ist ein flüssigkeitsfreier Bereich, in dessen Mitte der Flüssigkeitsraum vorhanden ist, in dem die Zahnräder sich drehen. Der Magnetfelderzeuger und die Zahnräder bilden zusammen somit eine Rotationsebene. Die Zahnräder und der Magnetfelderzeuger liegen bis auf minimale Abweichungen alle in der gleichen Rotationsebene gemäß einer vorteilhaften Ausbildung.

Als elektromagnetisches Prinzip lässt sich mit dem als Rotor arbeitender Innenzahnkranz des ersten Zahnrades ein klassisch bekannter, magnetisierbarer Elektromotor dadurch aufbauen, dass das erste Zahnrad magnetisierbar ist. Vorteilhaft füllt der Magnet die zylinderförmige Wanne des Pumpengehäuses als Ring aus. In dem inneren Hohlraum dieses Ringes liegt der zweite Zahnkranz des zweiten Zahnrads. Der gesamte Zylinderraum ist bis auf den Förderraum in seiner Höhe durch die beiden Zahnräder, deren Höhen miteinander vergleichbar ist, ausgefüllt.

Nach einem weiteren motorischen Prinzip können in dem, zum Beispiel metallischen, Ring des äußeren Zahnrades Dauermagnete eingeklebt sein. Hierdurch wird die magnetische Wirkung verstärkt.

Nach einem weiteren motorischen Prinzip kann das äußere, angetriebene Zahnrad durch seine Formgebung, insbesondere der Zahngestaltung, dem Reluktanzprinzip folgen, in dem das Zahnrad sich in dem Magnetfeld der Magnetfelderzeuger ausrichtet, obwohl das Zahnrad selber nicht magnetisierbar ist.

Die Wahl des geeigneten motorischen Prinzips ergibt sich unter anderem aus der Werkstoffwahl des als Läufer agierenden ersten, größeren Zahnrades.

Harnstoffwasserlösung ist gefriergefährdet. Aus diesem Grund soll das Flüssigkeitsvolumen möglichst gering sein. Neben der nahezu vollzylindrischen Ausfüllung des Pumpraums, bis auf einen Förderraum, dient die direkte Zuleitung über die Durchbrechungen in den Pumpraum für einen möglichst kurzen Förderweg, der die elektromagnetische Effizienz der Förderpumpe steigert.

Durch die Anordnung ortsfester Dichtungen, insbesondere O-Ringdichtungen der kreisrunden, zylinderförmigen Teile, können flüssigkeitsabgeschlossene Räume gebildet werden. Die Langzeitstabilität der Förderpumpe ist gewährleistet, weil die Dichtungen sich nicht bewegen, sondern nach einer vorteilhaften Ausgestaltung nicht unmittelbar permanent mit der Harnstoffwasserlösung in Berührung stehen. Das kreisrunde Pumpgehäuse bzw. Rotorgehäuse zusammen mit dem kreisrunden Spulengehäuse und dem Spulengehäusedeckel werden durch gleichmäßig beabstandete Schrauben auf dem Flansch geschraubt. Alternativ kann auch eine andere geeignete flächenpressungsbildende Anschlagsvariante gewählt werden. An den jeweiligen Übergängen des einen Teils mit dem gegenüberliegenden zweiten Teil, zum Beispiel Pumpgehäuse und Flansch bzw. Spulengehäuse und Spulengehäusedeckel, sind Dichtungen angeordnet. Somit braucht für eine flüssigkeitsdichte Abdeckung nur ein O-Ring auf den Flansch angeordnet zu werden und ein weiterer O-Ring muss unter dem Spulengehäusedeckel angeordnet werden.

Die Zahnform, insbesondere eine gerundete Zahnform, des äußeren als Rotor arbeitende erste Zahnrad und des innenliegenden zweiten Zahnrads sind aufeinander abgestimmt, wobei durch eine günstige Gestaltung eine Reluktanzeigenschaft geschaffen werden kann.

Das erfinderische Prinzip lässt sich nach einem anderen Aspekt auch so beschreiben, dass die elektrische Kontaktierung über den Spulengehäusedeckel bis zu dem Magnetfelderzeuger, zum Beispiel über eine Ansteuerungselektronik, erfolgt und in dem Raum für den Magnetfelderzeuger endet. Danach setzt sich nur noch ein leitungsfreies elektromagnetisches Feld fort, das eine Rotationsbewegung zum Beispiel durch Induktion in dem Rotor der Pumpe, die wellenfrei ist, hervorruft.

Durch diese geschickte Anordnung sind keine Drehdurchführungen mehr abzudichten, insgesamt kommt die Förderpumpe mit sehr wenigen, vorzugsweise ausschließlich statischen, Dichtungen aus. Auch kommt die Förderpumpe mit einem geringen Zusatzvolumen aus, das möglichst gering gehalten werden soll. Die Harnstoffwasserlösung soll solange im Vorratsbehälter verbleiben, wie sie nicht in den Abgasstrang hinein dosiert werden muss. Die Harnstoffwasserlösung im gesamten Dosierstrang inklusive der Förderpumpe soll möglichst gering sein. Die Förderpumpe kommt mit wenigen bewegenden Teilen aus, sie ist aufgrund der geringen Anzahl der Bauteile besonders automotiv tauglich.

Eine solche Förderpumpe kann zwischen Vorratstank und Dosierventil und gegebenenfalls einem Dosierzwischenspeicher angeordnet werden, um das Abgasnachbehandlungsmedium, das irgendwo in Lastkraftwagen mitgeführt wird, zum Abgaskrümmer an der Verbrennungskraftmaschine zu fördern. Auch trägt diese kleine, energetisch optimierte Förderpumpe zu einer minimalen Gewichtserhöhung im Kraftfahrzeug bei.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann noch besser verstanden werden, in dem die beiliegenden 1 bis 14 betrachtet werden, wobei
1 bis 5 und 8 und 9 einzelne Darstellungen von Komponenten einer erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform wiedergeben,
die 6 und 7 Explosionsdarstellungen in unterschiedliche Richtungen der Pumpe nach den 1 bis 5 wiedergibt, 10 die systemische Anordnung einer erfindungsgemäßen Pumpe im Kfz darstellt,
die 11 und 12 einen alternativen Zahnradrotor darstellen und
die 13 und 14 eine weitere Alternative eines Zahnradrotors wiedergibt.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Im Folgenden werden die 1 bis 9 zusammenhängend, gleichzeitig beschrieben. Die Förderpumpe 1, die insbesondere eine Zahnradförderpumpe ist, umfasst ein erstes Zahnrad 11 und ein zweites Zahnrad 13. Zwischen den beiden Zahnrädern 11 und 13 bildet sich ein Förderraum 17 aus, wobei die beiden Zahnräder 11 und 13 bis auf den Förderraum 17 nahezu vollständig den Pumpraum 15 unterhalb des Pumpgehäuses 31, das auch als Rotorgehäuse bezeichnet werden kann, ausfüllen. Das zweite Zahnrad 13 lagert in seiner Mitte auf einem Dorn 37, der aus dem Flansch 35 hervorsteht. Das Pumpgehäuse 31 hat die Form einer Wanne 33. Die beiden Zahnräder, insbesondere das erste Zahnrad 11, aber auch das zweite Zahnrad 13, erinnern an Ringe 19. Das Pumpgehäuse 31 trennt den Raum für die Magnetfelderzeuger 21, 23, 25, 27, die Spulen 51, 53, 55, 57 sein können, von dem Pumpraum 15. Hierdurch wird ein flüssigkeitsfreier Raum 71 geschaffen, in dem neben den Magnetfelderzeugern 21, 23, 25, 27 auch die notwendige Steuerelektronik 69 angeordnet sein kann, damit die Spulen 51, 53, 55, 57, die aus vier Transformatorblechen 61, 63, 65, 67 lagern, reihum, umlaufend, nach und nach, auf- und abbauend angesteuert werden können. Der flüssigkeitsfreie Raum 71 ist auf der Flansch-abgewandten Seite 39 des Flansches 35. Das erste Zahnrad 11 ist ein Außenzahnrad 43, das zweite Zahnrad 13 ist ein Innenzahnrad 41, deren Zahnform 99 der einzelnen Zähne 95, 97 des ersten Zahnrads 11 und des zweiten Zahnrads 13 aufeinander abgestimmt sind. Der Flansch 35 hat kreisrunde Durchbrechungen, die zum Beispiel Bohrungen sein können, in ihren Durchmessern minimiert, um eine Fördermittelzuleitung 45 und eine Fördermittelableitung 47, die nebeneinander angeordnet sein können, zu bieten. Die Förderpumpe 1 wird an dem einen Ende durch den Flansch 35 begrenzt, während andernends die Förderpumpe mit dem Spulengehäusedeckel 87, der über eine O-Ringdichtung 93 dichtend am Spulengehäuse 85 anliegt, begrenzt. Die formgebenden ortsfesten Teile der Förderpumpe 1, insbesondere das Pumpgehäuse 31, der Flansch 35, das Spulengehäuse 85 und der Spulengehäusedeckel 87, werden durch Schrauben 89 miteinander verspannt, wobei die O-Ringdichtungen 91, 93 die jeweiligen Innenräume flüssigkeitsfrei gestalten. Von außen betrachtet, also die Außenabmessung 73 des ersten Zahnrads 11 betrachtend, erweckt das Zahnrad 11 den Eindruck eines Vollzylinders 75, wobei das Innere 77 des Vollzylinders 75 einen Freiraum 79 gewährt, in dem das zweite Zahnrad 13 so liegt, dass ein Förderraum 17 erhalten bleibt. Die einzigen beweglichen Teile sind das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad 13 bzw. das Innenzahnrad 41 und das Außenzahnrad 43. Die Höhen 81, 83 der beiden Zahnräder 11 und 13 sind nahezu identisch, sie können als gleich beschrieben werden. Die Höhe entspricht ungefähr der Höhe des Pumpgehäuses 31, das als Tiefziehteil geschaffen sein kann.
Eine solche Förderpumpe kann in einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 100 eines Kraftfahrzeugs 102 zwischen Vorratstank 104 und Dosierventil 106 angeordnet werden, um in einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 108 zu operieren. Der Magnetfelderzeuger 21, 23, 25, 27 erzeugt ein Magnetfeld M, das wenigstens das erste Zahnrad 11, wenn nicht auch das zweite Zahnrad 13, durchsetzt. Hierdurch wird die Drehbewegung R hervorgerufen. Zwischen den beiden Zahnrädern 11, 13 befindet sich die Lösung L, die eine Harnstoffwasserlösung sein kann. Wird ein Schnitt durch die Zahnräder 11, 13 gelegt, und hierzu die Magnetfelderzeuger 21, 23, 25, 27 betrachtet, so ist zu sehen, dass alle Teile in der gleichen Rotationsebene E liegen.
Nur der Außenring des ersten Zahnrads 11 muss zum Beispiel aus einem magnetisierbaren Material geschaffen sein, in Frage kommt zum Beispiel Neodymeisenbor. Das zweite Zahnrad 13, das ein Außenrad ist, kann aus minderwertigeren Materialien, die aber langzeitstabil und abriebsfest sein müssen, geschaffen sein, es bietet sich an, einen Kunststoff wie PEEK oder einen Edelstahl zu nehmen. Nur die fünf Teile, erstes Zahnrad 11, zweites Zahnrad 13, Flansch 35 und Pumpgehäuse 31 kommen mit der Harnstoffwasserlösung in Berührung. Das Pumpgehäuse sollte aus einem tiefziehfähigen, korrosionsbeständigen Werkstoff geschaffen sein, es bietet sich zum Beispiel ein tiefziehfähiger V2A-Stahl an. Der Flansch könnte aus einem Eisen geschaffen sein, der aluminiummagnesiumbeschichtet ist. Durch die Materialwahlen PEEK, V2A, V4A oder einer Aluminiummagnesiumbeschichtung sind diese wenigen Teile korrosionsbeständig ausgeführt. Die Materialwahl für das Spulengehäuse und den Spulengehäusedeckel 85, 87 sind nachrangig, hierzu bieten sich günstige Tiefziehbleche an.
Ein alternatives, motorisches Prinzip der erfindungsgemäßen Pumpe 1 ist in den 11 und 12 zu sehen. In den 11 und 12 sind nur die zu verändernden Bauteile dargestellt, die von der Elektronik 69 im Deckel 87 etwas anders angesteuert werden müsste. Somit wäre die Elektronik 69 anzupassen. In dem Pumpengehäuse 231 ist ein Rotor, der das erste Zahnrad 211 darstellt, vollvolumig eingelegt, in dessen außermittigem Zentrum das zweite Zahnrad 213 mitgeschleppt rotieren kann. Das erste Zahnrad 211 hat eingelegt, zum Beispiel eingeklebte, Permanentmagnete 229, die über den Umfang verteilt, untereinander etwas beabstandet, den Umfangskreis des Zahnrades 211 umschreiben. Die äußeren Magnetfelderzeuger, so wie in 6 oder 7 dargestellt, erzeugen ein umlaufendes, sich rotatorisch änderndes Feld, das das direkte motorische Folgen des Rotors hervorruft.
Ein zweites, alternatives, motorisches Prinzip der erfindungsgemäßen Pumpe 1 ist in den 13 und 14 zu sehen. An Stelle eines permanent erregten Rotors ist ein erstes Zahnrad 311, eingelegt in dem Pumpgehäuse 331, gewählt worden, dessen äußere Kontur für eine reluktanzartige Reaktionsweise des äußeren Zahnrades dient. Innenseitig ist das erste Zahnrad 311 mit Zahnformen 99 ausgestattet, um den exzentrisch angeordneten zweiten Mitnehmer, das zweite Zahnrad 313, stückchenweise anzutreiben.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass nur eine beschränkte Anzahl an Ausführungsbeispielen näher beschrieben worden sind, je nach Gestaltung des als Rotor arbeitenden ersten Zahnrades kann der Magnetfelderzeuger aus mehr oder weniger als den beschriebenen vier Spulen aufgebaut werden. Durch eine günstige Abstimmung zwischen Spulenanzahl und Form des Zahnrades wird in Übereinstimmung mit der Ansteuerung durch die Steuerelektronik die Förderdrehzahl der Pumpe bestimmt. Nach einem Aspekt der Erfindung entfallen Drehdurchführungen, der Pumpraum wird im Wesentlichen als hermetisch abgeschlossen betrachtet, in dem nur zwei sich bewegende Teile, ein äußeres und ein inneres Zahnrad, schwimmend in der Förderflüssigkeit bzw. auf einem Dorn gelagert vorhanden sind. Durch die Anordnung der Magnetfelderzeuger in der Rotationsebene der beiden Zahnräder wird eine kompakte Einheit aufgebaut, die günstig ein zu nutzendes Magnetfeld generiert. Als magnetischer Spalt ist nur der Abstand, der sich aus dem Pumpgehäuse 31 und dem Spalt zwischen Pumpgehäuse und ersten Zahnrad ergibt, vorhanden. Der magnetische Kreis hat wenige Verluste. Nur wenige Teile müssen korrosionsbeständig ausgelegt werden. Durch die günstige Anordnung lässt sich eine handgroße Kleinstfördermengenpumpe schaffen.
Tabelle 1 Bezugszeichenliste

Claims

Förderpumpe (1), insbesondere Kleinstmengenförderpumpe für korrosive, harnstoffhaltige, wässrige Lösungen (L), vorzugsweise für den Kraftfahrzeugeinsatz (102) wie Lastkraftwagen, mit zwei Zahnrädern (11, 13), dessen Förderung durch das Ineinandergreifen der beiden zueinander exzentrisch angeordneten Zahnräder (11, 13) erfolgt, und mit einem Magnetfelderzeuger (21, 23, 25, 27) dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Bewegung (R) eines der Zahnräder (11, 13) kontaktlos durch die Induktion des sich verändernden Magnetfeldes (M) des Magnetfelderzeugers (21, 23, 25, 27) ermöglicht wird.
Förderpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich ergebender Pumpraum (15) aus einem Pumpengehäuse (31), insbesondere als tiefgezogene als zylindrischer Deckel gestaltete Wanne (33), und einem abdeckenden Flansch (35) gebildet ist, in dessen Inneren die Zahnräder (11, 13) elektrisch kontaktlos, insbesondere stromleitungsfrei, rotieren.
Förderpumpe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (11), auf den das Magnetfeld (M) des Magnetfelderzeugers (21, 23, 25, 27) einwirkt und die Drehbewegung (R) hervorruft, ein kreisrunder Ring (19) mit einem Innenzahnrad (41) ist, zu dem das zweite Zahnrad (13) ein Außenzahnrad (43) ist, das außermittig, insbesondere am Flansch (35) auf einem Dorn (37) angeordnet, durch das Ineinandergreifen rotatorisch durch das erste Zahnrad (11) bewegt wird.
Förderpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfelderzeuger (21, 23, 25, 27), der vorzugsweise durch eine Mehrzahl Spulen (51, 53, 55, 57), die auf Transformatorblechen (61, 63, 65, 67) getragenen sind, besteht und dazu dienen, ein wechselndes Magnetfeld (M) zu erzeugen, außerhalb des Pumpraums (15), vorzugsweise auf der Flansch (35) abgewandten Seite (39), in einem flüssigkeitsfreien Raum (71) angeordnet ist, wobei die Spulen (51, 53, 55, 57) in der Rotationsebene (E) der Zahnräder (11, 13) platziert sind.
Förderpumpe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (11) ein magnetisierbarer, mit magnetischen Ladungen orientierbarer, durch seine Außenabmessungen sich ergebender Vollzylinder (75) ist, der umfangsmäßig den Pumpraum (15) ausfüllt, in dessen Innerem (77) ein Freiraum (79) für das zweite Zahnrad (13) geschaffen ist, das in seiner Höhe (83) der Höhe (81) des ersten Zahnrads (11) und des Pumpinnenraums (15) entspricht.
Förderpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (11) ein Ring (19), insbesondere ein metallischer Ring (19), ist, in den untereinander beabstandet Dauermagnete (29), vorzugsweise durch Kleben, eingelegt sind.
Förderpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (11) eine Geometrie, insbesondere eine unmagnetisierbare Geometrie, aufweist, die es gestattet, das Zahnrad (11) wenigstens stückweise in dem Magnetfeld (M) durch Drehbewegung (R) auszurichten.
Förderpumpe (1) nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Flansch (35) zwei Durchbrechungen gehen, wobei eine Durchbrechung eine Fördermittelzuleitung (45) und eine Durchbrechung eine Fördermittelableitung (47) ist, die in den Pumpraum (15) münden, insbesondere in dem sich zwischen den beiden Zahnrädern (11, 13) bildenden Förderraum (17).
Förderpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotorgehäuse (31) von einem Spulengehäuse (85) mit Spulengehäusedeckel (87) umschlossen wird, in dessen Innerem der Magnetfelderzeuger (21, 23, 25, 27) angeordnet ist, und insbesondere Spulengehäuse (85), Spulengehäusedeckel (87), Rotorgehäuse (31) und Flansch (35) durch gleichmäßig über den Umfang verteilte Schrauben (89) verbunden sind, um durch O-Ring-Dichtungen (91, 93) zwischen Spulengehäuse (85) und Spulengehäusedeckel (87) auf der einen Seite und Rotorgehäuse (31) und Flansch (35) auf der anderen Seite flüssigkeitsdichte Räume (71) für den Magnetfelderzeuger (21, 23, 25, 27) und den Pumpraum (15) zu schaffen, die voneinander flüssigkeitsabgekoppelt existieren.
Förderpumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (95, 97) des zweiten Zahnrads (13), des Außenzahnrads (43), die gleiche gerundete Zahnform (99) aufweisen, wie eine korrespondierende Innenaußennehmung des ersten Zahnrads (11), des Innenzahnrads (41).
Förderpumpe (1) nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung von Außerhalb über den Spulengehäusedeckel (87) bis zu den Spulen (51, 53, 55, 57) reicht, und vor dem Pumpraum (15) endet.
Abgasnachbehandlungseinrichtung (100) für Kraftfahrzeuge (102), insbesondere Kraftfahrzeuge (102) mit selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen, die zwischen Vorratstank (104) und Dosierventil (106) eine Zahnradpumpe, insbesondere eine Gerotorpumpe, nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hat.