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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung, insbesondere
zum Fördern
von Brennstoff zu einem Fahrzeugheizgerät.
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Aus
der
EP 0 617 753 B1 ist
eine Rotationskolbenpumpe bekannt, bei welcher in einem Gehäuse mit
zylindrischer und zu einer Rotationsachse koaxialer Innenumfangsfläche ein
Rotationskolben angeordnet ist. Der Rotationskolben weist in Umfangsrichtung
aufeinander folgend mehrere in Richtung der Rotationsachse langgestreckte
Erhebungsbereiche auf, die sich bis an die Innenumfangsfläche des Gehäuses heranerstrecken,
so dass zwischen jeweils in Umfangsrichtung unmittelbar aufeinander
folgenden Erhebungsbereichen ein Fördervolumenbereich gebildet
ist. Der Rotationskolben ist auf einer in das Gehäuse sich
erstreckenden Antriebswelle getragen, welche durch einen außerhalb
der Gehäuses bzw.
axial folgend auf das Gehäuse
angeordneten Antrieb zur Drehung anzutreiben ist.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit einem rotierenden
Kolben ausgebildete Fördereinrichtung,
insbesondere zum Fördern
von Brennstoff zu einem Fahrzeugheizgerät vorzusehen, welche bei einfachem
Aufbau eine geringe Baugröße aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Fördereinrichtung,
insbesondere zum Fördern
von Brennstoff zu einem Fahrzeugheizgerät, umfassend ein Gehäuse mit
einer zu einer Rotationsachse im Wesentlichen konzentrischen Gehäuseaußenwandung
und einer zur Rotationsachse im Wesentlichen konzentrischen Gehäuseinnenwandung, wobei
zwischen der Gehäuseaußenwandung
und der Gehäuseinnenwandung
ein Ringraum gebildet ist, einen in dem Ringraum um die Rotationsachse drehbar
angeord neten Ringkolben, welcher mit seinem radial inneren Bereich
im Bereich einer Außenumfangsfläche der
Gehäuseinnenwandung
liegt und in seinem radial äußeren Bereich
eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden und in Richtung
der Rotationsachse langgestreckten Erhebungsbereichen aufweist,
welche im Bereich einer Innenumfangsfläche der Gehäuseaußenwandung enden, wobei zwischen
jeweils zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Erhebungsbereichen
ein Fördervolumenbereich
gebildet ist, sowie eine Elektro-Antriebsanordnung mit einer im
Wesentlichen in einem von der Gehäuseinnenwandung umgebenen Raumbereich
angeordneten Statoranordnung und einer mit dem Ringkolben rotierenden
und in Magnetwechselwirkung mit der Statoranordnung bringbaren Rotoranordnung.
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Bei
der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung
ist also der Ringkolben, welcher im Förderbetrieb um die Rotationsachse
rotiert, nicht auf einer mit diesem festgekoppelten und zur Drehung
angetriebenen Welle getragen, sondern ist in dem zwischen der Gehäuseaußenwandung
und der Gehäuseinnenwandung
gebildeten Ringraum eingeschlossen und ohne jedwede feste Kopplung
zu einer Antriebswelle drehbar. Der Antrieb erfolgt durch die magnetische Wechselwirkung
zwischen der ebenfalls innerhalb des Gehäuses, nämlich in dem von der Gehäuseinnenwandung
umschlossenen Raum, angeordneten Statoranordnung mit der am Ringkolben
vorgesehenen Rotoranordnung. Auf diese Art und Weise ist es einerseits
nicht erforderlich, eine fluiddichte Durchführung für eine Antriebswelle in das
Gehäuse
vorzusehen, und kann andererseits auf den axialen Anbau eines Antriebs
für eine
Welle verzichtet werden.
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Die
Statoranordnung kann eine Mehrzahl von eine sternartige Konfiguration
bereitstellenden Anker/Spulen-Bereichen umfassen, wobei diese Anker/Spulen-Bereiche
derart orientiert sein können, dass
bei Erregung in einem radial äußeren Endbereich
derselben, je nach Polung, ein magnetischer Nordpol oder ein magnetischer
Südpol
entsteht.
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Um
den Aufbau möglichst
einfach und unempfindlich zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Rotoranordnung
eine Mehrzahl von an dem Ringkolben nahe der Außenumfangsfläche der
Gehäuseinnenwandung
vorgesehenen und in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Permanentmagneten
umfasst. Bei Erregung der Statoranordnung bzw. der Anker/Spulen-Bereiche
derselben wird also eine magnetische Wechselwirkung zwischen diesen
Anker/Spulen-Bereichen und den mit dem Ringkolben rotierenden Permanentmagneten
generiert, wodurch eine Vortriebskraft erzeugt werden kann.
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Der
Ringkolben kann beispielsweise auf einer Außenumfangsfläche der
Gehäuseinnenwandung
zur Drehung um die Rotationsachse gelagert sein. Um dabei eine Überbestimmung
und daraus resultierende Zwängung
des Kolbens im Ringraum zu vermeiden, gleichwohl jedoch einen im
Wesentlichen fluiddichten Abschluss der Fördervolumenbereiche bereitstellen
zu können,
wird weiter vorgeschlagen, dass in den Erhebungsbereichen Dichtelemente
vorgesehen sind, welche an der Innenumfangsfläche der Gehäuseaußenwandung dichtend anliegen.
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Bei
einer alternativen Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass
der Ringkolben mit seinen Erhebungsbereichen an der Innenumfangsfläche der
Gehäuseaußenwandung
zur Drehung um die Rotationsachse gelagert ist. Durch diese Lagerung an
der Innenumfangsfläche
der Gehäuseaußenwandung
wird gleichzeitig auch ein im Wesentlichen fluiddichter Abschluss
der Fördervolumemnbereiche generiert.
Am radial inneren Bereich kann der Ringkolben dann zur Außenoberfläche der
Gehäuseinnenwandung
einen geringen, spaltartigen Zwischenraum aufweisen, der eine Überbestimmung
und somit Zwängungen
vermeidet, gleichzeitig jedoch eine ausreichend starke magnetische
Wechselwirkung zwischen der Statoranordnung und der Rotoranordnung
gewährleistet.
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Um
im Rotationsbetrieb des Ringkolbens die um die Rotationsachse sich
bewegenden Fördervolumenbereiche
mit dem zu fördernden
Medium zu füllen
bzw. dieses auch wieder abziehen zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens
ein Einlasskanal durch die Gehäuseaußenwandung
hindurch zu dem Ringraum offen ist und wenigstens ein Auslasskanal
durch die Gehäuseaußenwandung
hindurch zum Ringraum offen ist.
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Um
dafür Sorge
zu tragen, dass insbesondere bei Pumpwirkung das in den Fördervolumenbereich
eingeschlossene Medium zwangsweise in den wenigstens einen Auslasskanal
gefördert
wird, wird vorgeschlagen, dass ein in Umfangsrichtung auf den wenigstens
einen Auslasskanal folgender, radial bewegbarer Schieber gegen eine
Außenoberfläche des Ringkolbens
vorgespannt ist.
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Weiter
ist es möglich,
dass der Umfangsabstand desjenigen Bereichs, in welchem der wenigstens
eine Einlasskanal zu dem Ringraum offen ist, zu demjenigen Bereich,
in welchem der wenigstens eine Auslasskanal zu dem Ringraum offen
ist, größer ist, als
der Umfangsabstand der Scheitelbereiche zweier in Umfangsrichtung
unmittelbar aufeinander folgender Erhebungsbereiche. In diesem Fall
ist sichergestellt, dass der wenigstens eine Einlasskanal und der wenigstens
eine Auslasskanal in keiner Drehpositionierung des Ringkolbens über einen
Fördervolumenbereich
unmittelbar in Verbindung kommen können.
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Wenn
das Gehäuse
zwei in Richtung der Rotationsachse aufeinander folgende und miteinander fest
verbundene Gehäuseelemente
umfasst, kann einerseits der Aufbau sehr einfach gehalten werden, andererseits
ist dafür
gesorgt, dass lediglich in einem einzigen Bereich, nämlich dort,
wo die beiden Gehäuseelemente
aneinander anliegen, für
einen dichten Abschluss gesorgt werden muss.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Querschnittansicht einer erfindungsgemäß aufgebauten Fördereinrichtung,
geschnitten quer zu einer Rotationsachse;
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2 die
in 1 dargestellte Fördereinrichtung in einer anderen
Drehpositionierung eines Ringkolbens;
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3 eine
Schnittansicht der in 1 gezeigten Fördereinrichtung,
geschnitten längs
einer Linie III-III in 1;
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4 bis 8 in
prinzipartiger Darstellung die erfindungsgemäße Fördereinrichtung in verschiedenen
Betriebsphasen;
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9 eine
der 1 entsprechende Ansicht einer alternativ ausgestalteten
Fördereinrichtung.
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Die 1 bis 3 zeigen
eine erfindungsgemäß aufgebaute
Fördereinrichtung 10,
mit welcher beispielsweise flüssiger
Brennstoff von einem Brennstoffreservoir zu einem Brenner eines
mit Brennstoff betriebenen Fahrzeugheizgerätes geleitet werden kann.
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Die
Fördereinrichtung 10 umfasst
ein allgemein mit 12 bezeichnetes Gehäuse, das, wie in 3 erkennbar,
aus zwei Gehäuseelementen 14 und 16 zusammengesetzt
sind. Diese beiden Gehäuseelemente 14 und 16 sind
an einer zu einer Rotationsachse R beispielsweise senkrecht stehenden Trennebene
E aneinander angesetzt und miteinander beispielsweise durch Verklebung,
Verlötung,
Verschweißung
oder in sonstiger Art und Weise fluiddicht verbunden. Insbesondere
können
bei derartigem Aufbau die beiden Gehäuseteile 14, 16 mit
zueinander im Wesentlichen identischem, bezüglich der Trennebene E jedoch
spiegelsymmetrischem Aufbau bereitgestellt werden.
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Das
mit den beiden Gehäuseelementen 14 und 16 aufgebaute
Gehäuse 12 weist
eine Gehäuseaußenwand 18 im
Wesentlichen konzentrisch zur Rotationsachse R und eine Gehäuseinnenwand 20 auf,
die zur Rotationsachse R ebenfalls konzentrisch liegt. Zwischen
diesen beiden Gehäusewandungen 18, 20 ist
somit ein Ringraum 22 gebildet, in welchem ein Ringkolben 24 aufgenommen
ist. Jedes der Gehäuseelemente 14, 16 weist
weiter eine Stirnwandung 15, 17 auf, wobei diese
Stirnwandungen 15, 17 einerseits den Ringraum 22 in
axialer Richtung abschließen,
und andererseits einen radial innerhalb der Gehäuseinnenwandung 20 gebildeten
Raumbereich 52 abschließen.
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Der
Ringkolben 24 liegt mit seinem radial inneren Bereich einer
Außenumfangsfläche 26 der
Gehäuseinnenwandung 20 gegenüber bzw.
ist auf dieser Außenumfangsfläche 26 drehbar
gelagert. In seinem radial äußeren Bereich
weist der Ringkolben 22 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung
mit Abstand zueinander liegenden und in Richtung der Rotationsachse
R sich über
die Länge
des Ringkolbens 24 erstreckende Erhebungsbereiche 28 auf.
Diese Erhebungsbereiche 28 bilden in Umfangsrichtung zwischen
sich Einsenkungen 30, die zusammen mit einer Innenumfangsfläche 32 der
Gehäuseaußenwandung 18 Fördervolumenbereiche 34 begrenzen.
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Um
bei Lagerung des Ringkolbens 24 auf der Außenumfangsfläche 26 der
Gehäuseinnenwandung 20 Zwängungen
des Ringkolbens 24 an der Gehäuseaußenwandung 18 zu vermeiden,
sind die Erhebungsbereiche 28 so dimensioniert, dass sie
einen geringen Zwischenraum 36 zur Innenumfangsfläche 32 aufweisen.
Bei sehr kleiner Dimensionierung dieses Zwischenraums 36 kann
dies auch abhängig
von der Viskosität
des zu fördernden
Mediums ausreichen, um einen genügend
fluiddichten Abschluss der Fördervolumenbereiche 34 bezüglich einander
zu gewährleisten.
Zusätzlich
ist es jedoch möglich,
in den Erhebungsbereichen 28 nach radial außen offene,
spaltartige Einsenkungen 38 bereitzustellen, wie in 1 links
erkennbar, in welchen ein klingenartiges Dichtungselement 40 aufgenommen
ist. Im Drehbetrieb des Ringkolbens 34 wird dieses durch Fliehkrafteinwirkung
nach radial außen
gedrängt
und liegt somit an der Innenumfangsfläche 32 dichtend an.
Auch geringste Fertigungstoleranzen können auf Grund der radialen
Bewegbarkeit des Dichtungselements 40 ausgeglichen werden.
Das zu fördernde Medium,
also beispielsweise Dieselkraftstoff, sieht ins besondere im Kontakt
der Erhebungsbereiche 28 bzw. der Dichtungselemente 40 zur
Innenumfangsfläche 32,
jedoch auch zur Außenumfangsfläche 20 eine
Schmierwirkung vor.
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Ein
Einlasskanal 42 ist über
eine Öffnung 44 zum
Ringraum 22 offen. Ein dem Einlasskanal 42 unmittelbar
benachbarter Auslasskanal 46 ist über eine in Bewegungsrichtung
bzw. Drehrichtung des Ringkolbens 22 der Öffnung 44 unmittelbar
vorangehende Öffnung 48 zum
Ringraum offen. Zwischen dem Auslasskanal 46 und dem Einlasskanal 42 ist
ein Schieber 50 vorgesehen, der durch die Wirkung einer
Vorspannfeder 52 nach radial innen und gegen die Außenoberfläche 54 des
Ringkolbens 24 gepresst wird. Dieser Schieber 50 stellt
bei der in 1 erkennbaren Anordnung, bei
welcher die beiden Öffnungen 44 und 48 des
Einlasskanals 42 bzw. des Auslasskanals 46 in
Rotationsrichtung unmittelbar aufeinander folgend, eine zuverlässige Trennung
des Einlasskanals 42 und des Auslasskanals 46 voneinander
sicher, und zwar auch dann, wenn ein Fördervolumenbereich 34 sowohl
zum Einlasskanal 42 als auch zum Auslasskanal 46 offen
ist. Dieser Zustand ist in 2 gezeigt.
In dieser Betriebsphase wird also über die Öffnung 44 zu förderndes
Fluid in dem hier oben liegenden Fördervolumenbereich 34 aufgenommen bzw.
angesaugt, während
aus dem der Öffnung 48 zugewandt
liegenden Bereich dieses Fördervolumenbereichs
Fluid durch die Öffnung 48 hindurch
in den Auslasskanal 46 gefördert wird. Dabei hat der Schieber 50 auch
die Funktion, dass mit fortschreitender Bewegung des Ringkolbens 24 durch
die Anlage des Schiebers 50 an der Außenoberfläche 54 das zur Verfügung stehende
Volumen des Fördervolumenbereichs
immer kleiner wird und somit das darin enthaltene Fluid zwangsweise
in den Auslasskanal 46 treten muss. Zu diesem Zwecke ist
es vorteilhaft, dass der Schieber 50 eine Erstreckungslänge in Richtung
der Rotationsachse R aufweist, die näherungsweise auch der Erstreckungslänge des
Ringkolbens 24 bzw. der Fördervolumenbereiche 34 entspricht.
Um dabei dann, wenn ein Dichtungselement 40, wie in 1 links
erkennbar, an den Erhebungsbereichen 28 vorgesehen ist,
ein Verhaken dieses Dichtungselements 40 mit dem Schieber 50 zu
vermeiden, kann an den Umfangsenden des Ringkolbens 24 die
Innenumfangsfläche 32 in
Umfangsrichtung vollständig
durchlaufend geschlossen sein, so dass dort zwangsweise dafür gesorgt
ist, dass das Dichtungselement 40 in seiner so weit als
möglich
in die Aussparung 38 eingeschobenen Positionierung gehalten
ist.
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Um
den Ringkolben 24 zur Drehung um die Rotationsachse R anzutreiben,
ist eine allgemein mit 50 bezeichnete Elektro-Antriebsanordnung
vorgesehen. Diese umfasst in dem von der Gehäuseinnenwandung 20 umschlossenen
Raumbereich 52 eine Statoranordnung 54. Im dargestellten
Beispiel weist die Statoranordnung 54 vier mit einem Winkelabstand
von 90° zueinander
angeordnete Anker/Spulen-Bereiche 56, 58, 60, 62 auf.
Jeder dieser Anker/Spulen-Bereiche 56, 58, 60, 62 kann
durch Bestromung so erregt werden, dass in seinem radial äußeren und
der Gehäuseinnenwandung 20 unmittelbar
benachbarten Bereich entweder ein magnetischer Nordpol oder ein
magnetischer Südpol
generiert wird. Mit dieser sternartigen Konfiguration kann, wie
im Folgenden dargelegt, über
den Umfang verteilt auch eine alternierende Verteilung von magnetischen
Nordpolen und magnetischen Südpolen
der Statoranordnung 54 generiert werden, wozu es vorteilhaft
ist, wenn die Anzahl der Anker/Spulen-Bereiche einer geraden Zahl
entspricht.
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Eine
am Ringkolben 24 vorgesehene Rotoranordnung 64 umfasst
vier Permanentmagnete 66, 68, 70, 72.
Diese können
in das Aufbaumaterial des Ringkolbens 24 eingebetettet
sein und können beispielsweise
auch auf Grund ihrer gekrümmten Konfiguration
einen Teil der Innenumfangsfläche desselben
bereitstellen. Man erkennt in 1, dass die
Anzahl der Permanentmagnete der Anzahl der Anker/Spulen-Bereiche
entspricht und dass die Umfangserstreckung der Permanentmagnete
ebenfalls näherungsweise
der Umfangserstreckung der radial äußeren Bereiche der Anker/Spulen-Bereiche
entspricht.
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Die
Elektro-Antriebsanordnung 50 zum Bewegen des Ringkolbens 24 um
die Rotationsachse R wird nachfolgend mit Bezug auf die 4 bis 8 erläutert.
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Diese 4 bis 8 zeigen
in schematischer Art und Weise die radial äußeren Abschnitte der Anker/Spulen-Bereiche 56, 58, 60, 62 sowie
die am Ringkolben vorgesehenen Permanentmagnete 66, 68, 70, 72.
Dabei ist in 4 die Relativpositionierung
der 1 dargestellt, bei welcher also beispielsweise
der Permanentmagnet 66 dem Anker/Spulen-Bereich 56 radial
außen
gegenüber
liegt und in Umfangsrichtung näherungsweise
auch zentriert zu diesem liegt. Auf Grund der in 1 auch
erkennbaren symmetrischen Ausgestaltung liegt also jedem der Anker/Spulen-Bereiche 56, 58, 60, 62 in Umfangsrichtung
näherungsweise
zentrisch jeweils einer der Permanentmagnete 66, 68, 70, 72 gegenüber. Es
sei dabei weiter angenommen, dass die Polung der Permanentmagnete
so wie in 4 dargestellt ist. Die magnetischen
Pole der Permanentmagnete 66, 68, 70, 72 liegen
also in Umfangsrichtung aufeinander folgend, wobei jeweils an den
Umfangsenden zweier unmittelbar aufeinander folgender Permanentmagnete
jeweils der gleiche magnetische Pol vorhanden ist.
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Soll
nun die Fördereinrichtug 10 ausgehend von
der in 4 dargestellten Positionierung in Betrieb gesetzt
werden, und zwar derart, dass der Ringkolben 24 sich ausgehend
von der in 1 auch erkennbaren Positionierung
im Uhrzeigersinn dreht, so wird die Statoranordnung 54 bzw.
deren Anker/Spulen-Bereiche 56, 58, 60, 62 derart
erregt, dass bei dem Anker/Spulen-Bereich 56 radial außen ein
magnetischer Südpol
erzeugt wird, ebenso wie bei dem Anker/Spulen-Bereich 60,
der dem Anker/Spulen-Bereich 56 direkt
gegenüber
liegt. Die beiden anderen Anker/Spulen-Bereiche 58, 62 werden
so erregt, dass radial außen
jeweils ein magnetischer Nordpol erzeugt wird. Zwischen jedem Anker/Spulen-Bereich und
dem ihm zugeordneten bzw. unmittelbar radial außerhalb davon positionierten
Permanentmagnet wird eine Magnetwechselwirkung erzeugt, die eine Vortriebskraft
im Uhrzeigersinn generiert. Beispielsweise wird der magne tische
Nordpol des Permanentmagneten 66 vom Anker/Spulen-Bereich 56 angezogen,
während
der magnetische Südpol
dieses Permanentmagneten 66 abgestoßen wird. Eine entsprechende
Wechselwirkung wird auch bei den anderen Paarungen generiert. Der
Ringkolben 24 wird in Bewegung gesetzt, so dass die Umfangszentrierung
der paarweise einander zugeordneten Permanentmagnete und Anker/Spulen-Bereiche
aufgehoben wird. Dabei bewegt sich beispielsweise der magnetische Südpol des
Permanentmagneten 66 nunmehr näher an den magnetischen Nordpol
des Anker/Spulen-Bereichs 58 heran und wird verstärkt von
diesem angezogen. In entsprechender Weise wird der magnetische Nordpol
des Permanentmagneten 58 verstärkt vom magnetischen Südpol des
Anker/Spulen-Bereichs 60 angezogen usw..
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Im
Fortlauf dieser Umfangsbewegung des Ringkolbens 24 wird
dann die in 6 erkennbare Relativpositionierung
erreicht, in welcher beispielsweise der Permanentmagnet 66 in
gleichem Ausmaß mit
dem Anker/Spulen-Bereich 56 und dem Anker/Spulen-Bereich 58 überlappt.
Würde in
dieser Positionierung bzw. Bewegungsphase die in den 4 und 5 erkennbare
Erregung und somit Polung der Statoranordnung 54 aufrecht
erhalten werden, so würde
die Weiterbewegung des Ringkolbens 24 tatsächlich gebremst
werden, da beispielsweise der magnetische Nordpol des Permanentmagneten 66 vom
magnetischen Nordpol des Anker/Spulen-Bereichs 58 abgestoßen würde, jedoch
von dem magnetischen Südpol
des Anker/Spulen-Bereichs 56 angezogen würde.
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Es
ist daher vorteilhaft, bei bzw. bereits kurz vor Erreichen der in 6 erkennbaren
Positionierung die Erregung der Statoranordnung 54 zu beenden,
so dass in der in 6 erkennbaren Bewegungsphase
vorübergehend
keine magnetische Wechselwirkung zwischen der Statoranordnung 54 und
der Rotoranordnung 64 existiert. Die Rotoranordnung 64 wird
sich kurzzeitig auf Grund der Massenträgheit weiterbewegen, und zwar
in einer Richtung, in welcher dann beispielsweise der Permanentmagnet 66 sich
mit dem Anker/Spulen-Bereich 58 stärker überlappen wird, als mit dem
Anker/Spu len-Bereich 56.
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Wird
bei bzw. kurz nach Durchflaufen der in 6 gezeigten
Positionierung die Polung der Statoranordnung 54 umgekehrt,
so dass nunmehr die Anker/Spulen-Bereiche 56 und 60 radial
außen
einen magnetischen Nordpol bilden, während die Anker/Spulen-Bereiche 58 und 62 radial
außen
einen magnetischen Südpol
bilden, so wird beispielsweise der magnetische Südpol des Permanentmagneten 66 vom
magnetischen Südpol
des Anker/Spulen-Bereichs 58 in Umfangsrichtung weiter
abgestoßen, während der
magnetische Nordpol des Permanentmagneten 66 vom magnetischen
Südpol
des Anker/Spulen-Bereichs 58 angezogen wird. Entsprechendes
gilt selbstverständlich
auch bei den weiteren Anker/Spulen-Bereichen und Permanentmagneten. Es
findet also ein Übergang
in die in 7 erkennbare Positionierung
statt, in welcher nunmehr beispielsweise wieder der Permanentmagnet 66 stärker mit dem
Anker/Spulen-Bereich 58 überlappt. Bei weiterer Rotation
wird wieder eine Relativpositionierung erhalten, wie sie bereits
in 4 vorhanden war, nämlich mit umfangsmäßiger Ausrichtung
jeweils eines Anker/Spulen-Bereichs mit einem Permanentmagneten,
nunmehr im Vergleich zur 4 jedoch umgekehrter Polung.
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Man
erkennt aus der vorangehenden Erläuterung, dass durch das alternierende
Wechseln der Polung der Anker/Spulen-Bereiche ein um die Rotationsachse
R rotierendes und den Ringkolben 24 vorantreibendes Magnetfeldmuster
erhalten werden kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass jeweils einander
diametral gegenüber
liegende Anker/Spulen-Bereiche bzw. all diejenigen Anker/Spulen-Bereiche,
welche jeweils den gleichen magnetischen Pol radial außen bilden
sollen, gleichphasig bzw. mit der gleichen Spannung beaufschlagt
werden und alle Anker/Spulen-Bereiche, die einen anderen Magnetpol
bilden sollen, mit einer dazu gegenpoligen Spannung erregt werden.
Beispielsweise könnten
diese beiden Gruppen von Anker/Spulen-Bereichen mit sinusartig oszillierenden
Spannungen erregt werden, die zueinander eine Phasenlage von 180° aufweisen. Durch
die Frequenz dieser Wechselspannungen kann auf Grund der dadurch
auch beeinflussten Rota tionsgeschwindigkeit des Magnetfeldes gleichermaßen die
Rotationsgeschwindigkeit des Ringkolbens vorgegeben werden. Selbstverständlich ist
es nicht zwingend erforderlich, hier sinusartige Spannungsverläufe zu verwenden.
Beispielsweise könnten
auch sägezahnartige
oder rechteckartige Spannungsverläufe gewählt werden.
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Man
erkennt aus der vorangehenden Beschreibung, dass es selbstverständlich auch
möglich ist,
die Statoranordnung und in entsprechender Weise auch die Rotoranordnung
mit einer anderen Anzahl an Stator/Spulen-Bereichen bzw. Permanentmagneten
auszustatten, wobei vorzugsweise jedoch die Anzahl der Permanentmagneten
auch der Anzahl der Anker/Spulen-Bereiche entspricht. Je größer diese
Anzahl ist, desto gleichmäßiger kann
der Antrieb erfolgen. Selbstverständlich ist auch eine Konfiguration
mit nur zwei Anker/Spulen-Bereichen und entsprechend zwei Permanentmagneten
möglich,
die zum Bereistellen der sternartigen Konfiguration dann einen Winkelabstand
von 180° aufweisen.
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Eine
abgewandelte Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung 10 ist
in 9 dargestellt. Dabei entsprechen mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnete Bauteile bzw. Baugruppen den vorangehend
bereits erläuterten.
Der wesentliche Unterschied bei dieser Ausgestaltungsform ist, dass
der Ringkolben 24 eine größere Anzahl an Erhebungsbereichen 28 und
mithin auch eine größere Anzahl
an in Umfangsrichtung dazwischen gebildeten Fördervolumenbereichen 34 aufweist.
Insbesondere erkennt man hier eine Konfiguration mit sechs in Umfangsrichtung
aufeinander folgenden Erhebungsbereichen 28 und entsprechend
auch sechs dazwischen gebildeten Einsenkungen 30 bzw. Fördervolumenbereichen 34.
Dies führt
zu einer Vergleichmäßigung des
geförderten
Volumenstroms. Man erkennt jedoch, dass die Statoranordnung 54 und
die Rotoranordnung 64 genauso aufgebaut sind, wie vorangehend
beschrieben. Daraus geht hervor, dass die Anzahl der Erhebungsbereiche 28 völlig unabhängig ist
von der Anzahl an Permanentmagneten der Rotoranordnung 64 und
entsprechend auch der Anzahl an Anker/Spulen-Bereichen der Statoranordnung 54.
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Es
ist selbstverständlich,
dass die vorangehend beschriebene Fördereinrichtung- in verschiedensten
Aspekten variiert werden kann, ohne von der vorteilhaften Ausgestaltung
der Positionierung der Elektroantriebsanordnung 50 vollständig in
dem vom Gehäuse 12 umschlossenen
Volumenbereich abzuweichen. Beispielsweise ist es denkbar, den Ringkolben 24 nicht
an der Außenumfangsfläche 26 der
Gehäuseinnenwandung 20 zu
lagern, sondern an der Innenumfangsfläche 32 der Gehäuseaußenwandung 18.
Dabei wäre
die Ausgestaltung so, dass die Erhebungsbereiche 28 mit
ihren Scheiteln an dieser Innenumfangsfläche 32 anliegen und
sich gleitend entlang dieser Innenumfangsfläche 32 bewegen. Das
zu fördernde
Medium wird hier für
eine sehr vorteilhafte Schmierwirkung sorgen. Radial innen weist
der Ringkolben 24 dann einen geringen Abstand zur Außenumfangsfläche 26 der
Gehäuseinnenwandung 20 auf,
um Zwängungen
zu vermeiden.
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Weiter
ist es selbstverständlich
möglich, mehrere
Einlasskanäle 42 bzw. Öffnungen 44 oder/und
mehrere Auslasskanäle 56 bzw. Öffnungen 48 vorzusehen.
Diese könnten
dann in Richtung der Längsachse
aufeinander folgend liegen, so dass über mehrere in Richtung der
Längsachse
verteilte Öffnungen 44 oder
möglicherweise
eine spaltartige Öffnung über die
Länge des
Ringkolbens 24 gleichmäßiger verteilt
das zu fördernde
Medium in die Fördervolumenbereiche 34 eintreten
kann und bei entsprechender Ausgestaltung auf der Auslassseite dort austreten
kann. Auch ist es selbstverständlich
möglich, über den
Umfang verteilt mehrere Paarungen jeweils eines Einlasskanals und
eines Auslasskanals vorzusehen, so dass in Zuordnung zu einem einzigen Ringkolben 24 mehrere
Förderabschnitte,
jeder umfassend eine Paarung aus wenigstens einem Einlasskanal und
wenigstens einem Auslasskanal, bereitgestellt werden können und
somit gleichzeitig arbeiten können.
Bei geeigneter Positionierung in Umfangsrichtung, auch in Abstimmung
auf die Anzahl bzw. die Umfangspositionierung der Erhebungsbereiche 28,
wird es dann möglich,
ein phasenversetzes Ausstoßen
aus diesen mehreren Förderbereichen
zu erlangen, so dass beim Zusammenführen der ausgestoßenen Volumenströme dann
ein weiter vergleichmäßig ter Gesamtvolumenstrom
erhalten werden kann. Bei einer weiteren Abwandlung ist es möglich, die Öffnungen 44 und 48 bzw.
die zugeordneten Kanäle 42 und 46 so
anzuordnen, dass ihr Umfangsabstand größer ist, als der Abstand zwischen
zwei Scheiteln von- in Umfangsrichtung unmittelbar aufeinanderfolgenden
Erhebungsbereichen 28.