DE102015117562A1

DE102015117562A1 - Zahnradpumpe

Info

Publication number: DE102015117562A1
Application number: DE102015117562.2A
Authority: DE
Inventors: Mohanlal RAMADOSS; Wu Liu; Chi Hang Ngai
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Medtech Hk Ltd Hk
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2016-04-21
Also published as: CN105526160A; US10415566B2; US20160108914A1; JP2016079981A; US20190242380A1; US10612545B2

Abstract

Eine Zahnradpumpe hat einen Pumpenkörper (10), einen Pumpenzylinder (20), der mit dem Pumpenkörper verbunden ist, ein Antriebszahnrad (30) und ein Abtriebszahnrad (40), die miteinander kämmen und in dem Pumpenzylinder angeordnet sind, und einen Motor (50), der das Antriebszahnrad über eine Antriebswelle (51) antreibt. Der Pumpenzylinder liegt zwischen dem Pumpenkörper und dem Motor. Das Antriebszahnrad (30) ist an der Antriebswelle (51) montiert oder angeformt. Ein erstes Lager (60) und ein zweites Lager (70) sind an den jeweiligen Seiten des Antriebszahnrads angeordnet. Ein Ende der Antriebswelle ist in dem ersten Lager aufgenommen, und das andere Ende der Antriebswelle erstreckt sich durch das zweite Lager und in den Motor hinein und bildet eine Welle des Motors.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Pumpe und insbesondere eine Zahnradpumpe.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Zahnradpumpe hat einen Pumpenzylinder sowie ein Antriebszahnrad und ein Abtriebszahnrad, die in dem Pumpenzylinder aufgenommen sind. Das Antriebszahnrad und das Abtriebszahnrad kämmen miteinander. Während der Drehung gelangen das Antriebszahnrad und das Abtriebszahnrad kontinuierlich in und außer Eingriff, was dazu führt, dass sich das zwischen dem Pumpenzylinder und den kämmenden Zahnrädern gebildete Arbeitsvolumen ändert, so dass das Fluid abgegeben wird oder unter Druck gesetzt wird. Normalerweise müssen die beiden Zahnräder und der Pumpenzylinder ganz genau montiert sein, um zu verhindern, dass das Fluid direkt durch den Spalt zwischen den Zähnen der beiden Zahnräder oder durch den Spalt zwischen den Zahnrädern und dem Pumpenzylinder hindurchströmt. Andererseits hat jedes Bauteil eine bestimmte Toleranz. Während des Betriebs kann es zu einer Kollision zwischen den Zahnrädern und dem Pumpenzylinder kommen, wodurch Geräusche entstehen können.
ÜBERSICHT
Es wird daher eine Zahnradpumpe benötigt, die über eine verbesserte Konstruktion verfügt oder die zumindest eine sinnvolle Alternative bietet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zahnradpumpe angegeben, umfassend: einen Pumpenkörper; einen mit dem Pumpenkörper verbundenen Pumpenzylinder; ein Antriebszahnrad und ein Abtriebszahnrad, die miteinander kämmen und in dem Pumpenzylinder angeordnet sind; einen das Antriebszahnrad antreibenden Motor; und eine Antriebswelle, wobei das Antriebszahnrad an der Antriebswelle montiert oder angeformt ist und durch ein erstes Lager und ein zweites Lager, die jeweils an den einander entgegengesetzten Seiten des Antriebszahnrads angeordnet sind, drehbar gestützt ist, wobei der Pumpenzylinder zwischen dem Pumpenkörper und dem Motor angeordnet ist, ein Ende der Antriebswelle in dem ersten Lager aufgenommen ist und das andere Ende der Antriebswelle sich durch das zweite Lager in den Motor hinein erstreckt, um eine Motorwelle zu bilden.
Vorzugsweise hat der Pumpenkörper eine Antriebswellenöffnung Das erste Lager ist in der Antriebswellenöffnung aufgenommen. Eine Zwischenlegscheibe aus verschleißfestem und/oder hochtemperaturbeständigem Material ist zwischen dem Pumpenkörper und einer Endfläche des Antriebszahnrads angeordnet. Die Zwischenlegscheibe definiert eine Durchgangsöffnung, und die Antriebswelle ist durch die Durchgangsöffnung der Zwischenlegscheibe hindurchgeführt.
Vorzugsweise bildet der Pumpenzylinder eine ersten Wellenöffnung. Das zweite Lager ist in der ersten Wellenöffnung aufgenommen. Eine Zwischenlegscheibe aus verschleißfestem und/oder hochtemperaturbeständigem Material ist zwischen dem Pumpenzylinder und einer Endfläche des Antriebszahnrads angeordnet. Die Zwischenlegscheibe bildet eine Durchgangsöffnung, und die Antriebswelle ist durch die Durchgangsöffnung der Zwischenlegscheibe hindurchgeführt.
Vorzugsweise ist das zweite Lager ein integraler Teil des Pumpenzylinders.
Vorzugsweise erstreckt sich eine Außenkante der Zwischenlegscheibe über eine Außenkante des Antriebszahnrads hinaus. Eine Nut ist in einer an das Antriebszahnrad angrenzenden Seite der Zwischenlegscheibe gebildet und erstreckt sich zu der Stelle, an der das Antriebszahnrad und das Abtriebszahnrad miteinander kämmen.
Vorzugsweise hat die Pumpe eine Abtriebswelle, an der das Abtriebsrad befestigt oder angeformt ist. Der Pumpenkörper hat eine Abtriebswellenöffnung. Der Pumpenzylinder hat eine der Abtriebswellenöffnung entsprechende zweite Wellenöffnung. Ein drittes Lager ist in der Abtriebswellenöffnung angeordnet. Ein viertes Lager ist in der zweiten Wellenöffnung angeordnet. Die entgegengesetzten Enden der Abtriebswelle sind jeweils in dem dritten und in dem vierten Lager aufgenommen, und Zwischenlegscheiben aus verschleißfestem und/oder hochtemperaturbeständigem Material sind jeweils zwischen dem dritten und dem vierten Lager und den jeweiligen Endflächen des Abtriebszahnrads angeordnet.
Vorzugsweise hat die Zwischenlegscheibe eine der Antriebswelle entsprechende weitere Durchgangsöffnung.
Vorzugsweise ist in einer an das Antriebsrad und an das Abtriebsrad angrenzenden Seite der Zwischenlegscheibe eine Nut gebildet, und die Nut erstreckt sich von der Durchgangsöffnung in Richtung auf einen Bereich, in dem das Antriebszahnrad und das Abtriebszahnrad miteinander kämmen.
Vorzugsweise verbindet die Nut die Durchgangsöffnung fluidtechnisch mit der anderen Durchgangsöffnung.
Vorzugsweise hat der Motor einen Läufer, der an der Antriebswelle befestigt ist, einen Ständer, der den Läufer umschließt, ein Dichtungselement, das zwischen dem Läufer und dem Ständer angeordnet ist, und ein Außengehäuse, in dem der Ständer festgelegt ist, wobei ein dem Pumpenzylinder benachbartes Ende des Außengehäuses eine Durchgangsöffnung bildet, ein Ende des Dichtungselements sich durch die Durchgangsöffnung des Außengehäuses erstreckt und mit dem Pumpenzylinder verbunden ist, und eine Außenfläche des Dichtungselements an einer Wandfläche einer inneren Öffnung des Ständers anliegt.
Vorzugsweise ist der Läufer in dem Dichtungselement aufgenommen. Ein von dem Pumpenzylinder entferntes Ende des Dichtungselements bildet eine dritte Wellenöffnung, und das andere Ende der Antriebswelle verläuft durch den Läufer und ist lose in die dritte Wellenöffnung eingesetzt.
Vorzugsweise ist ein Abstand zwischen dem ersten Lager und dem zweiten Lager größer als ein Abstand zwischen dem zweiten Lager und einer radialen Ebene, in der der Schwerpunkt des Läufers liegt.
Vorzugsweise bildet ein von dem Pumpenzylinder entferntes Ende des Dichtungselements eine dritte Wellenöffnung. Ein fünftes Lager ist in der dritten Wellenöffnung angeordnet, und das andere Ende der Antriebswelle verläuft durch den Läufer und ist in das fünfte Lager drehbar eingesetzt.
Vorzugsweise hat der Läufer ein Gehäuse, einen Läuferkern, der in dem Gehäuse aufgenommen ist, einen zwischen dem Läuferkern und dem Gehäuse angeordneten Magnet und ein Isolierelement, wobei das Isolierelement direkt über dem Gehäuse, dem Läuferkern und dem Magnet gebildet ist, um durch ein Formungsverfahren eine einstückige Konstruktion zu bilden. Der Magnet und der Läuferkern sind in einem durch das Gehäuse und das Isolierelement gebildeten geschlossenen Raum dicht eingeschlossen, und das Isolierelement bildet eine Durchgangsöffnung für die Aufnahme der Antriebswelle.
Wahlweise ist der Magnet ein Ringmagnet, der schrägmagnetisiert ist.
Wahlweise besteht das Gehäuse aus einem nichtmagnetischen Metallmaterial.
Wahlweise besteht das Dichtungselement aus einem nichtmagnetischen Metallmaterial.
Vorzugsweise definiert der Läufer in sich eine Durchgangsöffnung mit einem taillenförmigen Querschnitt. Ein in der taillenförmigen Durchgangsöffnung aufgenommener Abschnitt der Antriebswelle hat einen taillenförmigen Querschnitt, so dass eine relative Drehung zwischen dem Läufer und der Antriebswelle eingeschränkt ist.
Vorzugsweise definiert der Läufer in sich eine Durchgangsöffnung und eine Keilnut, die mit der Durchgangsöffnung in Verbindung steht. Ein Keil ist in der Keilnut angeordnet. Die Antriebswelle bildet an einer dem Keil entsprechenden Stelle eine Schneidnut, und Passflächen des Keils und der Antriebswelle sind Planflächen, so dass eine relative Drehung zwischen dem Läufer und der Antriebswelle begrenzt wird.
Vorzugsweise ist eine axiale Höhe der Schneidnut größer als eine axiale Höhe des Keils. Eine Verriegelungsnut ist entsprechend der Schneidnut in der Antriebswelle gebildet. Die Verriegelungsnut liegt auf einer von dem Pumpenzylinder entfernten Seite des Motors, und ein Haltering ist in der Verriegelungsnut angeordnet, um eine axiale Bewegung des Läufers zu begrenzen.
Vorzugsweise ist zumindest ein Prallblock an einem dem Motor benachbarten Ende des Pumpenzylinders gebildet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Zeichnungsfigur erscheinen, sind in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, grundsätzlich identisch gekennzeichnet. Die Dimensionen von Komponenten und Merkmalen sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Die Figuren sind nachstehend aufgelistet.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Zahnradpumpe gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine Schnittansicht der Zahnradpumpe von 1;
3 ist eine auseinandergezogene Darstellung eines Pumpenabschnitts der Zahnradpumpe von 1, einschließlich eines Pumpenkörpers und eines Pumpenzylinders;
4 zeigt den Pumpenkörper von 3;
5A bis 5C sind perspektivische Ansichten einer Zwischenlegscheibe gemäß verschiedener Ausführungsformen;
6 ist eine perspektivische Ansicht des Pumpenzylinders der Zahnradpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform;
7 ist eine Schnittansicht des Pumpenzylinders von 6;
8 ist eine Ansicht des Läufers des Motors der Zahnradpumpe von 1;
9 ist eine Ansicht des Läufers von 8, wobei ein Außengehäuse entfernt wurde;
10 ist ähnlich wie 9, jedoch aus einem anderen Winkel betrachtet;
11 ist eine perspektivische Ansicht des Läufers gemäß einer weiteren Ausführungsform;
12 ist eine auseinandergezogene Darstellung des Läufers von 11;
13 zeigt den Läufer von 10, der an der Antriebswelle montiert ist;
14 ist eine Schnittansicht von 13;
15 zeigt den Pumpenzylinder von 6, der mit dem Läufer von 11 zusammengesetzt ist.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird auf die 1 bis 4 Bezug genommen. Eine Zahnradpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat einen Pumpenkörper 10, einen Pumpenzylinder 20, ein Antriebszahnrad 30, das in dem Pumpenzylinder 20 aufgenommen ist, ein Abtriebszahnrad 40, das mit dem Antriebszahnrad 30 kämmt, und einen Motor 50 für den Antrieb des Antriebszahnrads 30. Der Pumpenkörper 10, der Pumpenzylinder 20 und der Motor 50 sind mittels Schrauben 6 oder Befestigungselementen aneinander befestigt. Der Pumpenzylinder 20 ist zwischen dem Pumpenkörper 10 und dem Motor 50 angeordnet. Dichtungsringe 110 sind an einem Verbindungsbereich zwischen dem Pumpenkörper 10 und dem Pumpenzylinder 20, einem Verbindungsbereich zwischen dem Pumpenkörper 10 und einer Abdeckung 17 und einem Verbindungsbereich zwischen dem Pumpenzylinder 20 und dem Motor 50 angeordnet, um den Austritt von Fluid zu verhindern.
Der Pumpenkörper 10 bildet einen Fluideinlass 11 und einen Fluidauslass 12, über welchen das Fluid jeweils in den Pumpenkörper 10 einströmt und aus dem Pumpenkörper ausströmt. Der Fluideinlass 11 und der Fluidauslass 12 stehen innerhalb des Pumpenkörpers 10 nicht miteinander in Verbindung, so dass das Fluid, das über den Fluideinlass 11 in den Pumpenkörper 10 einströmt, nicht über den Fluidauslass 12 direkt aus dem Pumpenkörper 10 ausströmt. Eine dem Pumpenzylinder 20 zugewandte Endfläche des Pumpenkörpers 10 bildet einen Einlass 13, einen Auslass 14, eine Antriebswellenöffnung 15 und eine Abtriebswellenöffnung 16. Der Einlass 13 steht mit dem Fluideinlass 11 in Verbindung, um das Fluid in dem Pumpenkörper 10 in den Pumpenzylinder 20 zu lenken. Der Auslass 14 steht mit dem Fluidauslass 12 in Verbindung, um das Fluid in dem Pumpenzylinder 20 in den Körper 10 zu lenken, und das Fluid wird schließlich über den Fluidauslass 12 aus dem Pumpenkörper 10 abgeleitet. Während das Fluid den Pumpenzylinder 20 durchströmt, wirken das Antriebszahnrad 30 und das Abtriebszahnrad 40 zusammen, um das Fluid unter Druck zu setzen. Eine Antriebswelle 51 und eine Abtriebswelle 41 sind in der Antriebswellenöffnung 15 und in der Abtriebswellenöffnung 16 angeordnet, um das Antriebszahnrad 30 und das Antriebszahnrad 40 jeweils drehbar zu stützen. Vorzugsweise sind die Antriebswellenöffnung 15 und die Abtriebswellenöffnung 16 beide Durchgangsöffnungen, deren jede über einen Fluidkanal 18 (4) mit dem Auslass 14 in Verbindung steht, wodurch das Fluid in die Antriebswellenöffnung 15 und in die Abtriebswellenöffnung 16 eintreten kann, um die in diesen jeweils aufgenommene Antriebswelle 51 und Abtriebswelle 41 zu schmieren.
Der Pumpenzylinder 20 definiert einen Aufnahmeraum für die Aufnahme des Antriebszahnrads 30 und des Abtriebszahnrads 40. Ein dem Pumpenkörper 10 zugewandtes Ende des Pumpenzylinders 20 ist ein offenes Ende, und ein dem Motor 50 zugewandtes gegenüberliegendes Ende des Pumpenzylinders 20 ist ein geschlossenes Ende mit einer ersten Wellenöffnung 21 und einer zweiten Wellenöffnung 22, die beide Durchgangsöffnungen sind. Die erste Wellenöffnung 21 entspricht und liegt koaxial zu der Antriebswellenöffnung 15 des Pumpenkörpers 10, und die zweite Wellenöffnung 22 entspricht und liegt koaxial zu der Abtriebswellenöffnung 16. Vorzugsweise ist das Antriebszahnrad 30 durch Umspritzen an der Antriebswelle 51 befestigt und dreht sich mit der Antriebswelle 51. Ein Ende der Antriebswelle 51 erstreckt sich aus dem Antriebszahnrad 30 heraus und ist in der Antriebswellenöffnung 15 des Pumpenkörpers 10 aufgenommen, und das andere Ende erstreckt sich durch die erste Wellenöffnung 21 des Pumpenzylinders 20 in das Innere des Motors 50 hinein. Vorzugsweise erstreckt sich die Antriebswelle 51 einstückig mit einer Abtriebswelle des Motors 50 nach außen. Das Antriebszahnrad 40 ist fest an der Abtriebswelle 41 montiert. Beide Enden der Abtriebswelle 41 erstrecken sich aus dem Abtriebszahnrad 40 heraus, wobei ein Ende in der zweiten Wellenöffnung 22 des Pumpenzylinders 20 und das andere Ende in der Abtriebswellenöffnung 16 de Pumpenkörpers 10 angeordnet ist. Es versteht sich, dass die Zahnräder 30, 40 und die Wellen 51, 41 durch eine bewegliche Verbindung verbunden sein können, solange sich die Zahnräder 30, 40 mit den jeweiligen Wellen 51, 41 drehen.
Ein erstes Lager 60 verbindet die Antriebswelle 51 mit dem Pumpenkörper 10. Ein zweites Lager 70 verbindet die Antriebswelle 51 mit dem Pumpenzylinder 20. Das Antriebszahnrad 30 ist zwischen dem ersten Lager 60 und dem zweiten Lager 70 angeordnet. Das heißt, die Lager 60, 70 stützen die Antriebswelle 51 auf entgegengesetzten Seiten des Antriebszahnrads 30. Das erste Lager 60 und das zweite Lager 70 sind baugleich und sind beide zylinderförmig. Das erste Lager 60 ist rund um die Antriebswelle 51 angeordnet und in der Antriebswellenöffnung 15 des Pumpenkörpers 10 fest aufgenommen. Ein Außendurchmesser des ersten Lagers 60 ist etwa gleich wie ein Innendurchmesser der Antriebswellenöffnung 15, so dass sich die Antriebswelle 51 ohne zu flattern stabil stützen lässt. Ähnlich ist das zweite Lager 70 um die Antriebswelle 51 herum befestigt und fest in der ersten Wellenöffnung 21 aufgenommen. Ein drittes Lager 80 verbindet die Abtriebswelle 41 mit dem Pumpenkörper 10. Ein viertes Lager 90 verbindet die Antriebswelle 41 mit dem Pumpenzylinder. Das Antriebszahnrad 40 ist zwischen dem dritten Lager 80 und dem vierten Lager 90 angeordnet. Das dritte Lager 80 und das vierte Lager 90 sind baugleich und sind beide zylinderförmig. Das dritte Lager 80 ist rund um die Abtriebswelle 41 befestigt und ist fest in der Abtriebswellenöffnung 16 des Pumpenkörpers 10 aufgenommen. Das vierte Lager 90 ist rund um die Abtriebswelle 41 befestigt und ist fest in der zweiten Wellenöffnung 22 aufgenommen.
Es wird auf die 2, 3 und 5A bis 5C Bezug genommen. Eine Zwischenlegscheibe 100 ist zwischen dem ersten Lager 60 und einer Endfläche des Antriebszahnrads 30 und zwischen dem dritten Lager 80 und einer Endfläche des Abtriebszahnrads 40 angeordnet, um den Pumpenkörper 10 von dem Antriebszahnrad 30 und dem Abtriebszahnrad 40 zu trennen, so dass ein direkter Kontakt zwischen dem Pumpenkörper 10 und den Endflächen der Zahnräder 30, 40 vermieden wird. Die Zwischenlegscheibe 100 besteht aus einem abriebfesten und/oder hochtemperaturbeständigen Material, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl. Ähnlich ist eine weitere Zwischenlegscheibe 100 auch zwischen dem zweiten Lager 70 und der Endfläche des Antriebszahnrads 30 und zwischen dem vierten Lager 90 und der Endfläche des Abtriebszahnrads 40 angeordnet, um den Pumpenzylinder 20 von dem Antriebszahnrad 30 und dem Abtriebszahnrad 40 zu trennen, so dass ein direkter Kontakt zwischen dem Pumpenzylinder 20 und den Endflächen der Zahnräder 30, 40 vermieden wird. Vorzugsweise ist das Maß jeder Zwischenlegscheibe 100 größer als das Maß des Antriebszahnrads 30 und des Abtriebszahnrads 40, so dass sich eine Außenkante der Zwischenlegscheibe 100 über eine Außenkante des Antriebszahnrads 30 und des Abtriebszahnrads 40 hinaus erstreckt. Jede Zwischenlegscheibe 100 hat Durchgangsöffnungen 101, die der Antriebswelle 51 und der Abtriebswelle 41 entsprechen. Eine Nut 103 ist in einer dem Zahnrad 30, 40 zugewandten Seite der Zwischenlegscheibe 100 gebildet. Die Nut 103 erstreckt sich von den beiden Durchgangsöffnungen 101 bis zu der Stelle, an der das Antriebszahnrad 30 und das Abtriebszahnrad 40 miteinander kämmen. Die beiden Abschnitte der Nut 103, die sich von den entsprechenden Durchgangsöffnungen erstrecken, können miteinander kommunizieren, wie das in 5A und 5B gezeigt ist. Alternativ ist es möglich, dass die beiden Abschnitte der Nut 103 nicht miteinander kommunizieren, wie das in 5C dargestellt ist. Die Nut 103 kann sich in der axialen Richtung der Pumpe durch die Zwischenlegscheibe 100 hindurch erstrecken, wie in 5B und 5C gezeigt. Alternativ ist es möglich, dass sich die Nut 103 in der axialen Richtung der Pumpe nicht durch die Zwischenlegscheibe 100 hindurch erstreckt, wie in 5A gezeigt. Die Nut 103 ermöglicht, dass das Fluid zu Schmierzwecken in den Bereich zwischen den Flächen der Zahnräder 30, 40 und der Zwischenlegscheibe 100 einströmt, wodurch die Reibung zwischen den Zahnrädern 30, 40 und der Zwischenlegscheibe 100 reduziert wird.
Die Zwischenlegscheibe 100 zwischen dem Pumpenkörper 10 und den Zahnrädern 30, 40 ist an einer Innenseite des Dichtungsrings 110 angeordnet. Die Zwischenlegscheibe 100 hat jeweils entsprechend dem Fluideinlass 13 und dem Fluidauslass 14 des Pumpenkörpers 10 eine Durchgangsöffnung 102 zur Verbindung des Aufnahmeraums des Pumpenzylinders 20 mit dem Fluideinlass 13 und dem Fluidauslass 14. Wahlweise ist ein Dichtungsring 104 zwischen der Zwischenlegscheibe 100 und dem Pumpenkörper 10 angeordnet und umschließt den Fluidauslass 14, um eine Rückströmung des Hochdruckfluides aus dem Fluidauslass 14 zu verhindern. Die Zwischenlegscheibe 100 zwischen dem Pumpenzylinder 20 und den Zahnrädern 30, 40 hat eine Durchgangsöffnung 102, die dem Fluidauslass 14 des Pumpenkörpers 10 entspricht. Der Pumpenzylinder 20 bildet eine Durchgangsöffnung 25, die der Durchgangsöffnung 102 entspricht, so dass das Fluid zu Schmierzwecken über die Antriebswellenöffnung 15 und die Abtriebswellenöffnung 16 nicht nur zwischen die Antriebswelle 51, die Abtriebswelle 41 und die Lager 60, 80 gelangen kann, sondern zu Schmierzwecken über die Durchgangsöffnungen 102, 25 auch zwischen die Antriebswelle 51, die Abtriebswelle 41 und die Lager 70, 90 gelangen kann.
Der Motor 50 hat einen Läufer 53, der mit der Antriebswelle 51 verbunden ist, einen Ständer 55, der den Läufer 53 umschließt, ein Dichtungselement 57, das zwischen dem Ständer 55 und dem Läufer 53 angeordnet ist, und ein Außengehäuse 59 für die Aufnahme dieser Komponenten. Die Antriebswelle 51 bildet eine Abtriebswelle des Motors.
Das Außengehäuse 59 ist zylinderförmig. Ein dem Pumpenzylinder 20 zugewandtes Ende des Außengehäuses 59 bildet eine zu dem Außengehäuse 59 koaxiale Durchgangsöffnung 592. Ein Ständerkern des Ständers 55 ist an einer Innenfläche des Außengehäuses 59 angeordnet. Die Innenfläche des Außengehäuses 59 wird als Referenzfläche für die Montage des Ständers 55 verwendet. Das Dichtungselement 57 ist zylindrisch ausgebildet, hat ein geschlossenes Ende und besteht aus nichtmagnetischem Material. Das Dichtungselement 57 ist in einer Innenbohrung des Ständerkerns angeordnet. Der Läufer 53 ist in dem Dichtungselement 57 angeordnet, wobei zwischen dem Dichtungselement 57 und dem Läufer 53 ein erster Spalt gebildet ist, der eine Drehung des Läufers ermöglicht. Das geschlossene Ende des Dichtungselements 57 ist das Ende des Dichtungselements 57, das von dem Pumpenzylinder entfernt ist. Das geschlossene Ende bildet eine dritte Wellenöffnung 58. Ein weiteres Ende der Antriebswelle 51 verläuft durch den Läufer 53 und sitzt lose in der dritten Wellenöffnung 58. Ein zweiter Spalt ist zwischen der Antriebswelle 51 und einer Wandfläche des Dichtungselements gebildet, das die dritte Wellenöffnung 58 definiert. Der zweite Spalt ist kleiner als der erste Spalt, um zu verhindern, dass der Läufer 53 mit dem Dichtungselement 57 in Kontakt gelangt, sollte sich die Antriebswelle während der Drehung biegen oder durchfedern. Das andere Ende des Dichtungselements 57 ist ein offenes Ende, das sich über die Durchgangsöffnung 592 aus dem Außengehäuse 59 heraus erstreckt, und ist mit dem Pumpenzylinder 20 abgedichtet verbunden.
Vorzugsweise springt ein ringförmiger Flansch 23 von einem dem Motor 50 zugekehrten Ende des Pumpenzylinders 20 axial vor. Der ringförmige Flansch 23 umschließt die erste und die zweite Wellenöffnung 21, 22 und ist radial von der ersten und der zweiten Wellenöffnung beabstandet. Zwischen dem ringförmigen Flansch 23 und der ersten und der zweiten Wellenöffnung 21, 22 ist ein Raum gebildet. Ein Außendurchmesser des ringförmigen Flansches 23 ist etwa gleich wie ein Innendurchmesser des Dichtungselements 57. Beim Zusammenbau wird der ringförmige Flansch 23 in das offene Ende des Dichtungselements 57 eingesetzt, so dass er an der Innenfläche des Dichtungselements 57 anliegt. Ein Dichtungsring 110 ist an dem Verbindungsbereich zwischen dem offenen Ende des Dichtungselements 57 und dem Pumpenzylinder 20 angeordnet, um den Austritt des Fluids zu verhindern, wodurch ein Kurzschluss von Wicklungen 56 Ständers 55 verursacht werden könnte, der außerhalb des Dichtungselements 57 montiert ist. Vorzugsweise liegt eine Außenfläche des Dichtungselements 57 an einer Fläche der Innenbohrung des Ständerkerns an, und die Innenfläche des Dichtungselements 57 wird bei der Montage des Pumpenzylinders 20 als Referenzfläche verwendet, so dass der Ständer 55, der Läufer 53 und das Antriebszahnrad 30, die in dem Pumpenzylinder 20 aufgenommen sind, mit guter Koaxialität zusammengefügt werden können.
Die 6 und 7 zeigen den Pumpenzylinder 20 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Der Unterschied zwischen dieser und der vorhergehenden Ausführungsform ist, dass sich in dieser Ausführungsform die Mitte des dem Motor 50 zugewandten Endes des Pumpenzylinders 20 nach außen erstreckt, um das zweite Lager 70 zu bilden. Das heißt, in dieser Ausführungsform ist das zweite Lager 70 einstückig mit dem Pumpenzylinder 20 ausgebildet. Die erste Wellenöffnung 21 erstreckt sich durch das Lager 70, wodurch Probleme bezüglich der Koaxialität beim Zusammensetzen des separaten Lagers mit dem Pumpenzylinder 20 und Probleme bezüglich des Eingriffs zwischen den Zahnrädern 30, 40 aufgrund einer uneinheitlichen Dicke des zweiten Lagers vermieden werden. Die Antriebswelle 51 verläuft durch die erste Wellenöffnung 21 und tritt in das Innere des Motors 50 ein, wodurch ein präzises Zusammensetzen des Antriebszahnrads 30 mit dem Pumpenzylinder sichergestellt wird, so dass das Antriebszahnrad 30 dauerhaft geräusch- und verschleißarm arbeiten kann.
Außerdem ist das dem Motor 50 zugewandte Ende des Pumpenzylinders 20 ferner mit mindestens einem Prallblock 24 versehen. Der Prallblock 24 erstreckt sich von dem ringförmigen Flansch 23 radial nach innen. Ein radial inneres Ende des Prallblocks 24 ist von der ersten und der zweiten Wellenöffnung 21, 22 beabstandet. Der Prallblock 24 dient zum Erzeugen von Turbulenzen in dem Fluidstrom. Es kann ein oder es können mehrere Prallblöcke 24 vorgesehen sein. In der dargestellten Ausführungsform sind zwei Prallblöcke 24 vorgesehen, die symmetrisch angeordnet sind. Jeder Prallblock 24 hat allgemein die Form eines rechtwinkligen Trapezes. Eine radiale Breite des Prallblocks 24 nimmt in einer von dem Pumpenzylinder 20 wegführenden Richtung allmählich ab. Ein distales Ende des Prallblocks 24 erstreckt sich axial über den ringförmigen Flansch 23 hinaus. Ein wenig Flüssigkeit, zum Beispiel Dialysat, verbleibt in der Zahnradpumpe und kann nicht ohne weiteres entfernt werden. Bei vorliegender Erfindung, bei der die Prallblöcke 24 an dem Pumpenzylinder 20 gebildet sind, wird das Reinigungsfluid in dem Pumpenzylinder 20 über einen Zwischenraum zwischen der Welle und der Wellenöffnung zwischen den Pumpenzylinder 20 und den Läufer 53 getrieben, wenn sich der Läufer 53 für den Antrieb des Reinigungsfluides zur Durchführung des Reinigungsvorgangs dreht; das Reinigungsfluid, das mit dem Läufer rotiert, trifft auf die Prallblöcke 24, wodurch eine Turbulenz und daher eine Hochdruckzone auf einer Rückseite der Prallblöcke 24 erzeugt wird. Dieser Hochdruck erleichtert den Eintritt des Reinigungsfluides über den Spalt zwischen dem Dichtungselement 57 und dem Läufergehäuse 533 in ein unteres Ende des Dichtungselements 57, damit das an dem unteren Ende des Dichtungselements 57 vorhandene Dialysat entfernt werden kann. Die Wirksamkeit der Reinigung der Zahnradpumpe der vorliegenden Erfindung wird dadurch verbessert.
Es wird auf die 8 bis 10 Bezug genommen. Der Läufer 53 ist eine kombinierte Konstruktion, die in einem zweistufigen Vorgang gebildet wird, und umfasst einen Läuferkern 531, der die Antriebswelle 51 umschließt, Magnete 532, die den Läuferkern 531 umgeben, und das Gehäuse 533, das die Magnete 532 umschließt. Die Magnete des Läufers 53 sind segmentierte Sintermagnete. Bei der Bildung des Läufers wird der Läuferkern 531 in dem Gehäuse 533 angeordnet, wobei zwischen dem Gehäuse 533 und dem Läuferkern 531 ein Raum gebildet wird, in dem die Magnete angeordnet sind. Dadurch werden die Magnete 532 durch den Läuferkern 531 und das Gehäuse 533 positioniert. Danach kann ein zweiter Formungsprozess durchgeführt werden, um ein Isolierelement 534 zu bilden. Das Isolierelement 534 und das Gehäuse 533 wirken zusammen und kapseln die Magnete 532 vollständig ein, um die Chemikalienbeständigkeit des gesamten Läufers 53 zu verbessern und eine Korrosion durch säurehaltige Flüssigkeiten zu verhindern. Vorzugsweise werden die Magnete 532 nach dem Formen des Isolierelements 534 magnetisiert.
Der Läufer 53 hat ferner ein Paar von Magnetisierungsanzeigern, zum Beispiel Stifte 535 (8) die die Position der Magnete 532 anzeigen. Insbesondere sind die Magnetisierungsanzeiger ein Paar von vorspringenden Stiften 535 an einem axialen Ende des Gehäuses 533 des Läufers 53. Während des Vorgangs der Magnetisierung der Magnete 532 werden die vorspringenden Stifte 535 in einer Spannvorrichtung auf die Positionierungsöffnungen ausgerichtet. Da das Positionsverhältnis zwischen den vorspringenden Stiften 535 und den Magneten 532 bekannt ist, können die Positionen der Magnete 532 auf der Basis der Positionen der vorspringenden Stifte 535 bestimmt werden. Hinzukommt, dass während des Formungsverfahrens des Isolierelements 534 die vorspringenden Stifte 535 zum Positionieren des Gehäuses 533 in der Form verwendet werden können. Das Gehäuse 533 des Läufers 53 bildet an einer Rückseite Vertiefungen, die den vorspringenden Stiften 535 entsprechen. Der Läuferkern 531 bildet Positionierungsstifte 536, die den Vertiefungen entsprechen (9, 10), und distale Enden der Positionierungsstifte 536 werden in den Vertiefungen des Gehäuses 533 aufgenommen, um den Läuferkern 531 relativ zu dem Gehäuse 533 zu positionieren.
In der Ausführungsform, die in 10 dargestellt ist, definiert der Läufer 53 eine Durchgangsöffnung 539 mit einem taillen- oder doppelflachseitigen Querschnitt. Der Querschnitt des Teils der Antriebswelle 51, der in dem Läufer 53 aufgenommen wird, hat eine entsprechende komplementäre Form. Dadurch können der Läufer 53 und die Antriebswelle in der Umfangsrichtung lose ineinandergreifen, während sie zusammen drehbar sind. Der Läufer 53 und die Antriebswelle 51 können zwischen sich einen kleinen Spalt bilden, ohne eine relative Drehung zwischen dem Läufer 53 und der Antriebswelle 51 zuzulassen. Der lose Eingriff erleichtert das Abnehmen/Anbringen des Läufers von/an der Antriebswelle 51 wesentlich. In einer alternativen Ausführungsform können sich der Läufer 53 und die Antriebswelle auf andere Weise miteinander in Eingriff befinden. In einer weiteren Ausführungsform, die in den 11 bis 14 gezeigt ist, bildet die Mitte des Läufers 53 eine Durchgangsöffnung 539 und eine Keilnut 538, die mit der Durchgangsöffnung 539 in Verbindung steht. Ein Keil 537 (14) ist in der Keilnut 538 verriegelt, um eine relative Drehung zwischen dem Läufer 53 und der Antriebswelle 51 einzuschränken.
Die Durchgangsöffnung 539 erstreckt sich axial durch den Läufer 53. Ein Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 539 ist annähernd gleich wie oder größer als der Außendurchmesser der Antriebswelle 51, so dass die Antriebswelle 51 und der Läufer 53 einen losen Eingriff bilden, wenn die Antriebswelle 51 in die Durchgangsöffnung 539 eingesetzt ist. Die Keilnut 538 ist axial von einem von dem Pumpenzylinder 20 entfernten Ende des Läufers 53 vertieft, wobei ihre axiale Tiefe weitaus geringer ist als eine axiale Höhe des Läufers 53, so dass an dem Läufer 53 eine Stufe zum axialen Stützen des Keils 537 gebildet wird. Vorzugsweise hat die Keilnut 538 einen quadratischen Querschnitt und eine tangentiale Breite. Die Keilnut 538 ist in einer transversalen Richtung mit der Durchgangsöffnung 539 verbunden. Der Verbindungsbereich zwischen der Keilnut 538 und der Durchgangsöffnung 539 hat eine Breite, d. h. die tangentiale Breite der Keilnut 538, die kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 539. Die Antriebswelle 51 hat an einer der Keilnut 538 entsprechenden Stelle eine Schneidnut 510, so dass die Antriebswelle 51 an dieser Stelle einen D-förmigen Querschnitt aufweist. Beim Zusammenbau wird die Schneidnut 510 auf die Keilnut 538 ausgerichtet, und der Keil 537 in der Keilnut 538 legt sich an eine ebene Fläche der Schneidnut 510 in der Antriebswelle 51 an, um eine relative Drehung zwischen der Antriebswelle 51 und dem Läufer 53 zu begrenzen.
In der Ausführungsform, die in 15 gezeigt ist, hat die Schneidnut 510 der Antriebswelle 51 eine axiale Höhe D2, die größer ist als eine axiale Höhe D3 des Keils 537, wodurch die Montage des Keils 537 erleichtert wird. Außerdem ist der Keil 537 nach der Montage in der Schneidnut 510 angeordnet, füllt die Schneidnut 510 jedoch nicht aus. Dies erlaubt ein bestimmtes Maß einer axialen Bewegung des Läufers 53 relativ zur Antriebswelle 51, um das Induktionsmagnetfeld des Läufers 53 zu optimieren. Die maximale Bewegungsstrecke des Läufers wird durch die Höhendifferenz zwischen der Schneidnut 510 und dem Keil 537, d. h. D2–D3, definiert. Um die axiale Bewegung des Läufers 53 zu begrenzen, ist in der Antriebswelle 51 eine ringförmige Verriegelungsnut 511 gebildet. Die Verriegelungsnut 511 ist über der Keilnut 538, d. h. über dem Läufer 53, positioniert. Ein Haltering 52 ist in der Verriegelungsnut 511 gesichert. Wenn sich der Läufer 53 in eine von dem Pumpenzylinder 20 wegführende Richtung bewegt, so dass der Keil 537 mit dem Haltering 52 in Kontakt gelangt, wird der Läufer 53 an einer weiteren Bewegung gehindert. Die Bewegung des Läufers 53 in Richtung auf den Pumpenzylinder 20 wird durch den Pumpenzylinder 20 begrenzt, zum Beispiel durch die Prallblöcke 24. Dadurch wird eine axiale Bewegung des Läufers 53 eingeschränkt. Eine akzeptierbare Bewegung des Läufers entlang der Antriebswelle 51 ist geringer als der Abstand D0 zwischen dem oberen Ende des Prallblechs 24 und der Verriegelungsnut 511 minus dem Abstand D1 zwischen den Punkten an dem Läufer, die dem oberen Ende des Prallblechs 24 und der Verriegelungsnut 511 gegenüberliegen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Magnete 532 des Rotors 53 als geklebte integrale Ringmagnete ausgebildet. Vorzugsweise ist der Ringmagnet 532 schrägmagnetisiert, um die Drehmomentwelligkeit des Motors zu verringern. Jedoch verringert eine Schrägmagnetisierung die Wirksamkeit des Magnets 532, weshalb der elektrische Strom erhöht werden muss. Normalerweise ist der elektrische Strom vorzugsweise nicht höher als 1,2 A. Außerdem können das Gehäuse 533 und das Dichtungselement 57 des Läufers 57 aus einem nichtmagnetischen Material bestehen. Diese Konfiguration erlaubt gegebenenfalls eine Verkleinerung eines radialen Spalts zwischen der Außenfläche des Läufergehäuses 533 und der Innenfläche des Dichtungselements 57 auf unter 1,6 mm. Vorzugsweise beträgt der Spalt zwischen der Außenfläche des Läufergehäuses 533 und der Innenfläche des Dichtungselements 57 etwa 1,2 mm. Dadurch kann der Spalt zwischen dem Ständer und dem Läufer verringert werden, um den Magnetwiderstand zu verringern und so die Leistung des Motors zu vergrößern.
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform sind außerdem ein Ende der Antriebswelle 51 an dem Pumpenzylinder 20 und ein mittlerer Abschnitt der Antriebswelle 51 durch die Lager 60, 70 gestützt, und das andere Ende der Antriebswelle 51 an dem Motor 50 befindet sich lose im Eingriff. Die Antriebswelle 51 gleicht daher einer Kragarmkonstruktion. Dadurch ist eine Länge der Antriebswelle 51 zwischen dem ersten Lager 60 und dem zweiten Lager 70 nicht kürzer als eine Länge der Antriebswelle 51 zwischen einer radialen Ebene, in der die Schwerpunktmitte des Läufers liegt, und dem zweiten Lager 70. In der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch ein fünftes Lager 92 in der dritten Wellenöffnung 58 des geschlossenen Endes des Dichtungselements 57 angeordnet. Das fünfte Lager 92 und das erste und das zweite Lager 60, 70 bilden eine Dreipunktstütze an den Enden und in der Mitte der Antriebswelle 51. Die Antriebswelle 51 wird daher nicht nur auf entgegengesetzten Seiten des Antriebszahnrads 30 gestützt, sondern auch an gegenüberliegenden Enden des Läufers 53 des Motors, so dass die Stabilität des Läufers 53 während der Drehung weiter verbessert wird, was zu einer weiteren Verringerung von Vibrationen und Geräuschen führt. Der Läuferkern 531 des Läufers 53 kann daher über eine größere axiale Länge verfügen, um das Magnetfeld zu intensivieren. Wenn die erfindungsgemäße Zahnradpumpe anläuft, werden die Wicklungen 56 des Ständers 55 des Motors 50 bestromt, um ein Magnetfeld zu bilden, das mit dem Magnetfeld des Läufers 53 zusammenwirkt, um den Läufer 53 in Drehung zu setzen. Der Läufer 53 wiederum treibt die Welle 51 sowie das mit der Welle 51 verbundene Antriebszahnrad 30 drehend an. Die Drehung des Antriebszahnrads 30 bewirkt die Drehung des damit kämmenden Abtriebszahnrads 40. Während der Drehung des Antriebszahnrads 30 und des Abtriebszahnrads 40 wird durch die Bewegung der Zähne der Zahnräder 30, 40 in Eingriff und außer Eingriff bewirkt, dass der Raum schrumpft und sich ausdehnt, so dass die Flüssigkeit unter Druck gesetzt oder in Bewegung gesetzt wird. Da die Ausgangswelle 51 des Motors 50 in dieser Ausführungsform direkt in das Antriebszahnrad 30 eingesetzt ist und als Antriebswelle des Antriebszahnrads 30 wirkt, kann die Koaxialität des Motors 50 und des Antriebszahnrads 30 sichergestellt werden, und es wird der Übertragungsverlust verringert. Zudem sind das erste und das zweite Lager 60, 70 zwischen der Antriebswelle 51 und dem Pumpenkörper 10 und zwischen der Antriebswelle 51 und dem Pumpenzylinder 20 angeordnet, um die Antriebswelle 51 drehbar zu stützen. Das erste und das zweite Lager 60 70 füllen den Spalt zwischen der Antriebswelle 51 und dem Pumpenkörper 10 und den Spalt zwischen der Antriebswelle 51 und dem Pumpenzylinder 20, wodurch ein Flattern der Antriebswelle 51 verhindert wird. Die beiden Zwischenlegscheiben 100, die auf gegenüberliegenden Seiten der Zahnräder 30, 40 angeordnet sind, trennen die Zahnräder 30, 40 von dem Pumpenkörper 10 und von dem Pumpenzylinder 20, wodurch Geräusche durch die Kollision zwischen dem Antriebszahnrad 40 und dem Pumpenzylinder 20 wirksam verhindert werden.
Es ist ein Ring von kleinen Vorsprüngen gezeigt, die sich axial von einem Ende des Läufers erstrecken. Diese Vorsprünge können verwendet werden für den Gewichtsausgleich des Läufers, indem Material vorgesehen wird, das ohne weiteres entfernt werden kann, ohne die Funktion des Läufers zu beeinträchtigen.
Nach einer bestimmten Nutzungszeit der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe sind Komponenten wie das Antriebszahnrad 30, das Abtriebszahnrad 40, die Lager 60, 70 abgenutzt oder beschädigt und müssen gegebenenfalls ausgetauscht werden. Bei vorliegender Erfindung ist die Antriebswelle 51 lose mit dem Läufer 53 und dem Dichtungselement 57 in dem Motor 50 im Eingriff. Wenn also der Pumpenkörper 10 und der Pumpenzylinder 20 ausgetauscht werden müssen, können der Pumpenkörper 10, der Pumpenzylinder 20 sowie die Antriebswelle 51 als Ganzes von dem Motor 50 entfernt werden, um ausgetauscht zu werden. Es ist daher nicht notwendig, die gesamte Zahnradpumpe auszutauschen, speziell, wenn der Motor 50 noch verwendet werden kann. Dadurch werden die Wartungskosten deutlich verringert. Durch den losen Eingriff der Antriebswelle 51 mit dem Läufer 53 und dem Dichtungselement 57 können diese Komponenten nach dem Austausch einfach zusammengesetzt werden.
Wie vorstehend ausgeführt, ist die Antriebswelle bei vorstehender Zahnradpumpe direkt in das Innere des Läufers eingesetzt bzw. dreht die Motorantriebswelle direkt das Antriebszahnrad, so dass die Zahnradpumpe einfach gebaut ist. Zwischenlegscheiben, die zwischen der Endfläche des Antriebszahnrads und dem Pumpenkörper und zwischen der Endfläche des Antriebszahnrads und dem Pumpenzylinder angeordnet sind, können eine Kollision zwischen dem Zahnrad und dem Pumpenkörper und zwischen dem Zahnrad und dem Pumpenzylinder wirksam verhindern. Die Nut, die den Zahnrädern entsprechend in der Fläche der Zwischenlegscheibe gebildet ist, erstreckt sich zu der Stelle, an der das Antriebszahnrad und das Abtriebszahnrad miteinander kämmen, so dass das Fluid während des Betriebs der Zahnradpumpe zu Schmierzwecken zwischen die Endfläche des Zahnrads und die Zwischenlegscheibe gelangen kann, um die Reibung zwischen den Zahnrädern und der Zwischenlegscheibe zu verringern.
Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Synonyme, die in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung verwendet werden, drücken aus, dass das genannte Element oder Merkmal vorhanden ist, sie schließen jedoch nicht aus, dass auch weitere Elemente oder Merkmale vorhanden sind.
Es versteht sich, dass bestimmte Merkmale der Erfindung, die der Übersichtlichkeit halber im Kontext einzelner Ausführungsformen beschrieben wurden, auch in einer einzigen Ausführungsform kombiniert sein können. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die der Kürze der Beschreibung halber im Kontext einer einzigen Ausführungsform beschrieben wurden, ebenso getrennt oder in zweckmäßigen Unterkombinationen vorgesehen sein können.
Wenngleich vorliegende Erfindung anhand einer oder mehrerer bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass innerhalb des Rahmens der Erfindung, der durch die anliegenden Ansprüche definiert wird, verschiedene Modifikationen möglich sind.
Zum Beispiel sind die Zwischenlegscheiben zwischen dem Pumpenkörper und dem Antriebs- und Abtriebszahnrad einstückig ausgebildet dargestellt, sie können jedoch auch dem separaten Typ entsprechen, d. h. die Zwischenlegscheibe zwischen dem Pumpenkörper und dem Antriebszahnrad und die Zwischenlegscheibe zwischen dem Pumpenkörper und dem Abtriebszahnrad können separat ausgebildet und dann zwischen diesen Komponenten montiert werden.

Claims

Zahnradpumpe, umfassend: einen Pumpenkörper (10); einen Pumpenzylinder (20), der mit dem Pumpenkörper verbunden ist; ein Antriebszahnrad (30) und ein Abtriebszahnrad (40), die miteinander kämmen und in dem Pumpenzylinder angeordnet sind; einen Motor (50), der das Antriebszahnrad antreibt; und eine Antriebswelle (51), dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebszahnrad (30) an der Antriebswelle (51) montiert oder angeformt ist und durch ein erstes Lager (60) und ein zweites Lager (70), die jeweils auf entgegengesetzen Seiten des Antriebszahnrads angeordnet sind, drehbar gelagert ist und dass der Pumpenzylinder (20) zwischen dem Pumpenkörper (10) und dem Motor (50) angeordnet ist, wobei ein Ende der Antriebswelle in dem ersten Lager aufgenommen ist und das andere Ende der Antriebswelle sich durch das zweite Lager und in den Motor hinein erstreckt, um eine Welle des Motors zu bilden.
Zahnradpumpe nach Anspruch 1, wobei der Pumpenkörper (10) eine Antriebswellenöffnung (15) hat, das erste Lager (60) in der Antriebswellenöffnung aufgenommen ist, eine Zwischenlegscheibe (100) aus einem verschleißfesten und/oder hochtemperaturbeständigen Material zwischen dem Pumpenkörper (10) und einer Endfläche des Antriebszahnrads (30) angeordnet ist, die Zwischenlegscheibe eine Durchgangsöffnung (101) definiert und die Antriebswelle (51) durch die Durchgangsöffnung der Zwischenlegescheibe hindurchgeführt ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Pumpenzylinder (20) eine erste Wellenöffnung (21) bildet, das zweite Lager (70) in der ersten Wellenöffnung aufgenommen ist, eine Zwischenlegscheibe (100) aus verschleißfestem und/oder hochtemperaturbeständigen Material zwischen dem Pumpenzylinder (20) und einer Endfläche des Antriebszahnrads (30) angeordnet ist, die Zwischenlegscheibe eine Durchgangsöffnung (101) definiert und die Antriebswelle (51) durch die Durchgangsöffnung der Zwischenlegscheibe hindurchgeführt ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 3, wobei das zweite Lager (70) ein integraler Teil des Pumpenzylinders (20) ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei eine Außenkante der oder jeder Zwischenlegscheibe (100) sich über eine Außenkante des Antriebszahnrads (30) hinaus erstreckt, eine Nut (103) in einer an das Antriebszahnrad (30) angrenzenden Seite der Zwischenlegscheibe (100) gebildet ist und die Nut sich zu der Stelle erstreckt, an der das Antriebszahnrad (30) und das Abtriebszahnrad (40) miteinander kämmen.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Pumpe eine Abtriebswelle (41) hat, an der das Abtriebszahnrad (40) befestigt oder angeformt ist, der Pumpenkörper (10) eine Abtriebswellenöffnung (16) hat, der Pumpenzylinder (20) entsprechend der Abtriebswellenöffnung eine zweite Wellenöffnung (22) hat, ein drittes Lager (80) in der Abtriebswellenöffnung (16) angeordnet ist, ein viertes Lager (90) in der zweiten Wellenöffnung (22) angeordnet ist, die einander gegenüberliegenden Enden der Abtriebswelle (41) jeweils in dem dritten und in dem vierten Lager aufgenommen sind und Zwischenlegscheiben (100) aus verschleißfestem und/oder hochtemperaturbeständigen Material jeweils zwischen dem dritten und vierten Lager (80, 90) und den jeweiligen Endflächen des angetriebenen Zahnrads (40) angeordnet sind.
Zahnradpumpe nach Anspruch 6, wobei eine Nut (103) in einer an das Antriebszahnrad (30) und das Abtriebszahnrad (40) angrenzenden Seite der Zwischenlegscheibe (100) gebildet ist und sich von der Durchgangsöffnung (101) in Richtung auf einen Bereich erstreckt, in dem das Antriebszahnrad (30) und das Abtriebszahnrad (40) miteinander kämmen.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Motor (50) einen Läufer (53) hat, der an der Antriebswelle (51) befestigt ist, einen Ständer (55), der den Läufer umschließt, ein Dichtungselement (57), das zwischen dem Läufer und dem Ständer angeordnet ist, und ein Außengehäuse (59), das in dem der Ständer befestigt ist, wobei ein an den Pumpenzylinder (20) angrenzendes Ende des Außengehäuses (59) eine Durchgangsöffnung (592) bildet, ein Ende des Dichtungselements (57) sich durch die Durchgangsöffnung des Außengehäuses hindurch erstreckt und mit dem Pumpenzylinder (20) verbunden ist und eine Außenfläche des Dichtungselements (57) an einer Wandfläche einer inneren Öffnung des Ständers (55) anliegt.
Zahnradpumpe nach Anspruch 8, wobei der Läufer (53) in dem Dichtungselement (57) drehbar aufgenommen ist, ein von dem Pumpenzylinder (20) entferntes Ende des Dichtungselements eine dritte Wellenöffnung (58) bildet und das andere Ende der Antriebswelle (51) durch den Läufer (53) hindurchgeführt und lose in die dritte Wellenöffnung (58) eingesetzt ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 8, wobei ein von dem Pumpenzylinder (20) entferntes Ende des Dichtungselements (57) eine dritte Wellenöffnung (58) bildet, ein fünftes Lager (92) in der dritten Wellenöffnung angeordnet ist und das andere Ende der Antriebswelle (51) sich durch den Läufer (53) hindurch erstreckt und in das fünfte Lager (92) drehbar eingesetzt ist.
Zahnradpumpe nach Anspruch 8, 9 oder 10, wobei der Läufer (53) ein Gehäuse (533) hat, einen Läuferkern (531), der in dem Gehäuse aufgenommen ist, einen Magnet (532), der zwischen dem Läuferkern und dem Gehäuse angeordnet ist, und ein Isolierelement (534), wobei das Isolierelement direkt über dem Gehäuse, dem Läuferkern und dem Magnet gebildet ist, um durch ein Formungsverfahren eine einstückige Konstruktion zu bilden, wobei der Magnet und der Läuferkern in einem geschlossenen Raum, der durch das Gehäuse und das Isolierelement gebildet wird, abgedichtet eingeschlossen sind und das Isolierelement eine Durchgangsöffnung (539) für die Aufnahme der Antriebswelle (51) bildet.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Läufer (53) darin eine Durchgangsöffnung (539) mit einem taillenförmigen Querschnitt definiert und wobei ein Abschnitt der Antriebswelle (51), der in der taillenförmigen Durchgangsöffnung aufgenommen ist, einen taillenförmigen Querschnitt hat, so dass die relative Drehung zwischen dem Läufer und der Antriebswelle begrenzt wird.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Läufer (53) darin eine Durchgangsöffnung (539) und eine Keilnut (538) definiert, die mit der Durchgangsöffnung in Verbindung steht, ein Keil (537) in der Keilnut angeordnet ist, die Antriebswelle (51) an einer dem Keil entsprechenden Stelle eine Schneidnut (510) bildet und Passflächen des Keils und der Antriebswelle Planflächen sind, so dass eine relative Drehung zwischen dem Läufer und der Antriebswelle begrenzt wird.
Zahnradpumpe nach Anspruch 13, wobei eine axiale Höhe der Schneidnut (510) größer ist als eine axiale Höhe des Keils (537), eine Verriegelungsnut (511) entsprechend der Schneidnut in der Antriebswelle (51) gebildet ist, die Verriegelungsnut auf einer von dem Pumpenzylinder (20) entfernten Seite des Läufers (53) liegt und ein Haltering (52) in der Verriegelungsnut (511) angeordnet ist, um eine axiale Bewegung des Läufers zu begrenzen.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei zumindest ein Prallblock (24) an einem dem Motor (50) benachbarten Ende des Pumpenzylinders (20) gebildet ist.