-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, insbesondere ausgeführt als Speisefluidpumpe eines Abwärmerückgewinnungssystems einer Brennkraftmaschine.
-
Stand der Technik
-
Fluidförderpumpen sind vielfach aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise als Außenzahnradpumpen aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 042 066 A1 . Die bekannte Zahnradpumpe umfasst ein Pumpengehäuse, wobei in dem Pumpengehäuse ein Arbeitsraum ausgebildet ist. In dem Arbeitsraum sind ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad miteinander kämmend angeordnet. Die Zahnräder weisen eine Beschichtung auf, wobei die Beschichtung galvanisch oder adhäsiv aufgebracht ist.
-
Weiterhin ist auch die prinzipielle Anordnung von Speisefluidpumpen innerhalb eines Abwärmerückgewinnungssystems einer Brennkraftmaschine bekannt, beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2013 205 648 A1 . Jedoch lassen die bekannten Dokumente offen, wie die Speisefluidpumpe gegenüber den aggressiven Medien von Abwärmerückgewinnungssystemen geschützt werden kann.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe weist eine sehr verschleißfeste und medienbeständige Beschichtung auf. Dadurch kann sie insbesondere sehr gut als Speisefluidpumpe eines Abwärmerückgewinnungssystems verwendet werden.
-
Dazu umfasst die Zahnradpumpe ein Pumpengehäuse. In dem Pumpengehäuse ist ein Arbeitsraum ausgebildet, wobei in dem Arbeitsraum ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad miteinander kämmend angeordnet sind. Das erste Zahnrad weist eine Anzahl von ersten Zähnen auf und das zweite Zahnrad eine Anzahl von zweiten Zähnen. An den Zähnen sind jeweils eine erste Zahnflanke und eine zweite Zahnflanke ausgebildet. Beim Kämmen der Zahnräder stehen die ersten Zahnflanken der ersten Zähne im Zahneingriff mit den ersten Zahnflanken der zweiten Zähne. An den ersten Zahnflanken ist jeweils eine Beschichtung angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Beschichtung und die erste Zahnflanke formschlüssig miteinander verbunden.
-
Dadurch kann die Beschichtung zum einen auf den Ort des Kontakts der beiden Zahnräder, nämlich die ersten Zahnflanken der Zähne begrenzt werden. Dennoch stehen natürlich immer die ersten Zahnflanken mit ihren jeweiligen Beschichtungen im Zahneingriff. Der Kontaktdruck wird somit vorteilhafterweise nur über die Beschichtungen von einem Zahn des einen Zahnrads auf den anderen Zahn des anderen Zahnrads übertragen. Durch den Formschluss zwischen der Beschichtung und den Zahnflanken bzw. Zähnen können zum anderen sehr große Kräfte übertragen werden. Das Risiko eines Abplatzens der Beschichtung ist dadurch minimiert. Eine Beschädigung bzw. Abrassion der Zahnflanken wird somit reduziert bzw. gänzlich verhindert. Weiterhin kann die Beschichtung dabei tribologisch so günstig gewählt werden, dass der hydromechanische Wirkungsgrad der gesamten Zahnradpumpe verbessert wird.
-
In vorteilhaften Weiterbildungen ist auch an den zweiten Zahnflanken jeweils eine Beschichtung angeordnet, wobei die Beschichtung und die zweite Zahnflanke formschlüssig miteinander verbunden sind. Dadurch sind, speziell für eine Umkehr der Förderrichtung der Zahnradpumpe, auch die zweiten Zahnflanken sehr medienresistent und verschleißfest ausgeführt.
-
Weist die Zahnradpumpe jedoch nur eine feste Förderrichtung auf, so kann es aufgrund der Fertigungskosten vorteilhaft sein, dass lediglich die ersten Zahnflanken eine Beschichtung aufweisen, wenn die mechanisch unbelasteten zweiten Zahnflanken auch ohne Beschichtung eine genügend hohe Medienresistenz besitzen.
-
In vorteilhaften Ausführungen weist die Beschichtung einen Schwalbenschwanz auf. Der Schwalbenschwanz ist in einer in dem Zahn ausgebildeten Aufnahmenut verankert. Dadurch entsteht eine besonders feste Verbindung zwischen der Beschichtung und dem Zahn bzw. der Zahnflanke. Es können hohe Kräfte übertragen werden.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Schwalbenschwanz in der Aufnahmenut eingepresst. Dadurch ist die Verbindung zwischen der Beschichtung und dem Zahn bzw. der Zahnflanke spielfrei gestaltet. Es können somit auch sehr hohe Scherkräfte übertragen werden.
-
In einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung ist die Beschichtung auf die Zahnflanke und in die Aufnahmenut gespritzt. Dies ist ein besonders geeignetes Fertigungsverfahren. So kann die Beschichtung bzw. der Schwalbenschwanz günstig und spielfrei in die Aufnahmenut eingebracht werden. Weiterhin können damit sehr komplexe Geometrien kostengünstig hergestellt werden.
-
In vorteilhaften Ausführungen verläuft die Aufnahmenut in axialer Richtung des Zahnrads. Dadurch kann die Aufnahmenut senkrecht zur Druckbelastung angeordnet werden; so können die Kräfte bestmöglich von der Beschichtung auf den Grundkörper, nämlich den Zahn bzw. das Zahnrad, übertragen werden. Im Falle von eingepressten Beschichtungen ist die Richtung der Einpressvorgänge für die einzelnen Beschichtungen aller Zähne identisch, so dass dieses Fertigungsverfahren besonders günstig ausgeführt ist.
-
In vorteilhaften Weiterbildungen ist das Material der Beschichtung ein Kunststoff, vorzugsweise PEEK. Viele Kunststoffe, insbesondere PEEK (Polyetheretherketon), sind sehr resistent gegenüber aggressiven Medien und weisen gleichzeitig sehr gute tribologische Eigenschaften auf. Kunststoffe korrodieren nicht. Die Lebensdauer der Zahnradpumpe wird dadurch erhöht. Insbesondere in der Anwendung für Arbeitsmedien eines Abwärmerückgewinnungssystems sind Kunststoffe daher sehr geeignet.
-
In alternativen vorteilhaften Weiterbildungen ist die Beschichtung als DLC-Beschichtung, Gleitlackbeschichtung oder keramische Beschichtung ausgeführt. Die Beschichtung wird dabei je nach Anwendungsgebiet gewählt. Liegen beispielsweise hohe mechanische Beanspruchungen vor, so eignen sich die DLC-Beschichtung und die keramische Beschichtung besonders gut.
-
In vorteilhaften Ausführungen ist die Zahnradpumpe als Außenzahnradpumpe ausgeführt. Diese sind sehr kostengünstig fertigbar und weisen ein robustes Betriebsverhalten auf.
-
Zahnradpumpen eignen sich sehr gut für die Anwendung in Abwärmerückgewinnungssystemen von Brennkraftmaschinen. Daher ist die erfindungsgemäße Zahnradpumpe sehr vorteilhaft in einem Abwärmerückgewinnungssystem verwendbar. Das Abwärmerückgewinnungssystem weist einen ein Arbeitsmedium führenden Kreislauf auf, wobei der Kreislauf in Flussrichtung des Arbeitsmediums eine Speisefluidpumpe, einen Verdampfer, eine Expansionsmaschine und einen Kondensator umfasst. Die Speisefluidpumpe ist dabei als Zahnradpumpe mit den vorhergehend beschriebenen Merkmalen ausgeführt.
-
Neben der hohen Chemikalienbeständigkeit weist die Zahnradpumpe eine robuste Bauart, eine kostengünstige Fertigung und zusätzlich einen hohen Verschleißschutz auf.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
-
1 eine Außenzahnradpumpe des Stands der Technik in Explosionsdarstellung, wobei nur die wesentlichen Bereich dargestellt sind,
-
2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind,
-
3 ein Zahnrad einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind,
-
4 den Ausschnitt IV der 3,
-
5 schematisch ein Abwärmerückgewinnungssystem.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
In 1 ist eine als Außenzahnradpumpe ausgeführte Zahnradpumpe 1 aus dem Stand der Technik in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die Zahnradpumpe 1 umfasst ein Pumpengehäuse 2, einen Deckel 3 und einen Bodenflansch 4. Der Deckel 3 und der Bodenflansch 4 sind unter Zwischenlage des Pumpengehäuses 2 durch vier Schrauben 5 miteinander verspannt. Das Pumpengehäuse 2, der Deckel 3 und der Bodenflansch 4 begrenzen einen Arbeitsraum 6.
-
In dem Arbeitsraum 6 sind ein erstes Zahnrad 11 und ein zweites Zahnrad 12 kämmend miteinander angeordnet. Das erste Zahnrad 11 ist auf einer ersten Welle 21 befestigt und das zweite Zahnrad 12 auf einer zur ersten Welle 21 parallelen zweiten Welle 22. Die erste Welle 21 dient dabei als Antriebswelle und ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, beispielsweise einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors. Dazu ragt die erste Welle 21 durch den Bodenflansch 4.
-
Die beiden Wellen 21, 22 ragen jeweils durch das ihnen zugeordnete Zahnrad 11, 12 und sind mit diesem fest verbunden. Beiderseits der Zahnräder 11, 12 sind die Wellen 21, 22 gelagert. Die Lagerung erfolgt durch zwei Lagerbrillen 30, 40, wobei die Lagerbrillen 30, 40 in dem Arbeitsraum 6 angeordnet sind: eine Lagerbrille 30 ist benachbart zum Bodenflansch 4 angeordnet und eine weitere Lagerbrille 40 benachbart zum Deckel 3. In beiden Lagerbrillen 30, 40 sind jeweils zwei Lagerbuchsen 9 eingepresst. Die Lagerbuchsen 9 der Lagerbrille 30 lagern die beiden Wellen 21, 22 antriebsseitig und die Lagerbuchsen 9 der weiteren Lagerbrille 40 auf der dazu gegenüberliegenden Seite der Zahnräder 11, 12.
-
Die vier Lagerbuchsen 9 haben jeweils eine Radiallagerfunktion. Die Axiallagerfunktion wird durch die beiden Lagerbrillen 30, 40 erreicht: Dazu weist die Lagerbrille 30 stirnseitig eine Anschlagfläche 31 auf und die weitere Lagerbrille 40 stirnseitig eine weitere Anschlagfläche 42. Beide Anschlagflächen 31, 42 wirken mit beiden Zahnrädern 11, 12 zusammen. Die Anschlagfläche 31 lagert beide Zahnräder 11, 12 in der axialen Richtung zum Bodenflansch 4 orientiert; die weitere Anschlagfläche 42 lagert beide Zahnräder 11, 12 in der axialen Richtung zum Deckel 3 orientiert.
-
Zur Abdichtung des Arbeitsraums 6 zur Umgebung sind zwei Dichtungen am Pumpengehäuse 2 angeordnet: Eine Dichtung 28 zwischen dem Pumpengehäuse 2 und dem Deckel 3, und eine weitere Dichtung 29 zwischen dem Pumpengehäuse 2 und dem Bodenflansch 4. Beide Dichtungen 28, 29 verlaufen etwa ringförmig über den Umfang des Pumpengehäuses 28, 29 und sind üblicherweise in entsprechenden Nuten angeordnet.
-
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass die Zahnräder 11, 12 zur Verschleißminimierung eine Haftbeschichtung aufweisen können. Erfindungsgemäß ist nun eine formschlüssige Beschichtung, speziell an den im Zahneingriff stehenden Zahnflanken der Zahnräder 11, 12 vorgesehen. Dadurch sind die Zahnräder 11, 12 auch bei schlecht schmierenden Arbeitsmedien, wie beispielsweise Ethanol, sehr verschleißbeständig ausgeführt.
-
Dazu zeigt 2 einen Schnitt im Bereich der Zahnräder 11, 12 durch eine erfindungsgemäße Zahnradpumpe 1. Die beiden Zahnräder 11, 12 sind innerhalb des Pumpengehäuses 2, also im Arbeitsraum 6, angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist die Zahnradpumpe 1 als Außenzahnradpumpe ausgebildet; demzufolge fördern die beiden Zahnräder 11, 12 das Arbeitsmedium entlang einer Innenwand 61 des Pumpengehäuses 2.
-
2 zeigt weiterhin einen Einlasskanal 71 und einen Auslasskanal 72 der Zahnradpumpe 1, welche in den Arbeitsraum 6 der Zahnradpumpe 1 münden. Für diesen Fall dreht die erste Welle 21 in der Ansicht der 2 im Uhrzeigersinn 21a und die zweite Welle 22 entgegen des Uhrzeigersinns 22a. Demzufolge stehen die ersten Zähne 13 des ersten Zahnrads 11 an ihren jeweils ersten Zahnflanken 13a im Zahneingriff mit den zweiten Zähnen 14 des zweiten Zahnrads 12 an deren jeweils ersten Zahnflanken 14a. Ist für den Betrieb der Zahnradpumpe 1 keine Umkehr der Rotationsrichtung der beiden Wellen 21, 22 vorgesehen – bzw. erfolgt die Umkehr nur in geringem Maße oder unter geringerer Belastung – so genügt eine einseitige Beschichtung der im Zahneingriff stehenden ersten Zahnflanken 13a, 14a, wie in der Darstellung der 2 gezeigt. Erfindungsgemäß ist dabei jeweils eine Beschichtung 15 formschlüssig auf alle Zähne 13, 14 aufgebracht, jedoch nur auf die im Zahneingriff stehenden ersten Zahnflanken 13a, 14a. Ein Ausführungsbeispiel eines Formschlusses zwischen einem Zahn 13, 14 und einer Beschichtung 15 ist nachfolgend in den 3 und 4 gezeigt.
-
Im Ausführungsbeispiel der 2 sind der Einlasskanal 71 und der Auslasskanal 72 in dem Pumpengehäuse 2 ausgebildet. In alternativen Ausführungsbeispielen können der Einlasskanal 71 und der Auslasskanal 72 jedoch auch anderweitig gestaltet sein, beispielsweise im Deckel 3 oder im Bodenflansch 4 ausgebildet. Generell kann die erfindungsgemäße Zahnradpumpe 1 auch als Innenzahnradpumpe ausgeführt sein. Dann weist das Pumpengehäuse 2 vorzugsweise einen Gehäuseboden auf, da eine radiale Lagerung der Zahnräder 11, 12 – genauer die Lagerung des äußeren Zahnrads – dann üblicherweise an der Innenwand 61 des Pumpengehäuses 2 erfolgt. Ein beidseitig offenes Pumpengehäuse 2 wäre demzufolge nicht erforderlich.
-
3 zeigt ein Zahnrad 11, 12, welches auf einer Welle 21, 22 angeordnet ist. Das Zahnrad 11, 12 ist dabei ein Zahnrad 11, 12 der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe 1. Das Zahnrad 11, 12 weist eine Anzahl von Zähnen 13, 14 auf. Die Zähne 13, 14 wiederum weisen naturgemäß jeweils zwei Zahnflanken auf. Im montierten Zustand bzw. im Betrieb der Zahnradpumpe 1 steht jeweils eine erste Zahnflanke 13a des ersten Zahnrads 11 im Kontakt bzw. im Zahneingriff zu einem zweiten Zahnrad 12, bzw. zu einer ersten Zahnflanke 14a des zweiten Zahnrads 12, während die jeweils zweiten Zahnflanken 13b, 14b nicht im Zahneingriff zueinander stehen. Die formschlüssige Beschichtung 15 ist daher jeweils nur an der im Kontakt stehenden ersten Zahnflanke 13a, 14a der Zähne 13, 14 der Zahnräder 11, 12 angeordnet. Es versteht sich dabei, dass im Betrieb immer nur eine geringe Anzahl von Zähnen 13, 14 gleichzeitig im Zahneingriff steht, so wie in der 2 dargestellt.
-
4 zeigt den Ausschnitt IV der 3. Die formschlüssige Beschichtung 15 weist dabei einen Schwalbenschwanz 15a auf, welcher mit dem Zahn 13, 14 einen Hinterschnitt, also einen Formschluss bildet. Der Schwalbenschwanz 15a ist in einer in dem Zahn 13, 14 ausgebildeten Aufnahmenut 16 angeordnet. Die Richtung des Hinterschnitts ist etwa die Normalenrichtung des Zahneingriffs.
-
Die Fertigung bzw. Montage der Beschichtung 15 kann dabei unterschiedlich erfolgen, beispielsweise:
- – als Spritzguss
- – durch eine vorgefertigte Beschichtung 15, welche dann in Richtung der Welle 21, 22 in die Aufnahmenut 16 geschoben bzw. gepresst wird.
-
5 zeigt ein Abwärmerückgewinnungssystem 100 einer Brennkraftmaschine 110. Der Brennkraftmaschine 110 wird Sauerstoff über eine Luftzufuhr 112 zugeführt; das nach dem Verbrennungsvorgang ausgestoßene Abgas wird durch eine Abgasleitung 111 aus der Brennkraftmaschine 110 abgeführt.
-
Das Abwärmerückgewinnungssystem 100 weist einen ein Arbeitsmedium führenden Kreislauf 100a auf, der in Flussrichtung des Arbeitsmediums eine Speisefluidpumpe 102, einen Verdampfer 103, eine Expansionsmaschine 104 und einen Kondensator 105 umfasst. Das Arbeitsmedium kann nach Bedarf über eine Stichleitung aus einem Sammelbehälter 101 und eine Ventileinheit 101a in den Kreislauf 100a eingespeist werden. Der Sammelbehälter 101 kann dabei alternativ auch in den Kreislauf 100a eingebunden sein.
-
Der Verdampfer 103 ist an die Abgasleitung 111 der Brennkraftmaschine 110 angeschlossen, nutzt also die Wärmeenergie des Abgases der Brennkraftmaschine 110.
-
Flüssiges Arbeitsmedium wird durch die Speisefluidpumpe 102, gegebenenfalls aus dem Sammelbehälter 101, in den Verdampfer 103 gefördert und dort durch die Wärmeenergie des Abgases der Brennkraftmaschine 110 verdampft. Das verdampfte Arbeitsmedium wird anschließend in der Expansionsmaschine 104 unter Abgabe mechanischer Energie, beispielsweise an einen nicht dargestellten Generator oder an ein nicht dargestelltes Getriebe, entspannt. Anschließend wird das Arbeitsmedium im Kondensator 105 wieder verflüssigt und in den Sammelbehälter 101 zurückgeführt bzw. der Speisefluidpumpe 102 zugeführt.
-
Die Funktionsweise der Zahnradpumpe 1 ist wie folgt:
Eines der beiden Zahnräder 11, 12 wird durch die entsprechende Welle 21, 22 angetrieben, so dass durch den Zahneingriff der entsprechenden Zähne 13, 14 die beiden Zahnräder 11, 12 miteinander kämmen. Ersatzweise kann der Antrieb auch anderweitig, beispielsweise elektromechanisch, erfolgen. Im Beispiel der 2 ist die Zahnradpumpe 1 als Außenzahnradpumpe ausgeführt; demzufolge rotiert das erste Zahnrad 11 im Uhrzeigersinn 21a und das zweite Zahnrad 12 entgegen dem Uhrzeigersinn 22a. Dadurch wird Arbeitsmedium zwischen den Zahnrädern 11, 12 und der Innenwand 61 des Pumpengehäuses 2 vom Einlasskanal 71 in den Arbeitsraum 6 und anschließend zum Auslasskanal 72 gefördert. Die entgegengesetzte Strömungsrichtung dichtet der Zahneingriff der entsprechenden Zähne 13, 14 zwischen den beiden Zahnrädern 11, 12 ab. In Abhängigkeit des am Auslasskanal 72 anliegenden Drucks wird das Arbeitsmedium dabei im Arbeitsraum 6 verdichtet.
-
Die Zahnräder 11, 12 bzw. Zähne 13, 14 haben neben der Funktion das Arbeitsmedium vom Einlasskanal 71 in den Auslasskanal 72 zu fördern auch die Funktion über ihre miteinander kämmenden ersten Zahnflanken 13a, 14a eine Kraft auf das entsprechende mit ihnen kämmende Zahnrad 11, 12 zu übertragen. Dabei kommt es Prinzip bedingt zwischen den ersten Zahnflanken 13a, 14a zu Wälz- und Gleitbewegungen. Damit dieser Vorgang möglichst verschleißarm abläuft, werden üblicherweise schmiermittelhaltige Fluide (Öle) eingesetzt. Aufgrund Ihrer ausreichenden Viskosität und Ihrer ausreichenden Schmiereigenschaft trennt bestenfalls das genutzte Fluid/Arbeitsmedium dabei die beiden miteinander kämmenden Zahnflanken 13a, 14a. Das Arbeitsmedium verhindert bzw. minimiert somit den abrassiven Verschleiß.
-
Da Arbeitsmedien, wie sie beispielsweise in Abwärmerückgewinnungssystemen 100 eingesetzt werden, z.B. Ethanol, nur eine sehr geringe Viskosität und quasi keine Schmiereigenschaft aufweisen, kann bei Nutzung derartiger, kritischer Arbeitsmedien kein ausreichend tragfähiger Schmierfilm ausgebildet werden. Die ersten Zahnflanken 13a, 14a – und bei Umkehr der Förderrichtung auch die zweiten Zahnflanken 13b, 14b – würden daher permanent im Mischreibungsbereich oder sogar in Festkörperreibung laufen. Dies führt neben einer erhöhten Reibung und der sich daraus ergebenden Wärmeentwicklung auch zu einem schnelleren Verschleißen und damit zu einem frühzeitigen Versagen (Ausfall) der Zahnräder 11, 12.
-
Durch die Nutzung einer zusätzlichen Verschleißschutzschicht, nämlich der Beschichtung 15, auf den sich jeweils berührenden ersten Zahnflanken 13a, 14a wird die Abnutzung, Beschädigung bzw. Abrassion der für die Funktion der Zahnradpumpe 1 wichtigen Oberflächen der Zähne 13, 14 bzw. der Beschichtung 15 gemindert oder völlig ausgeschlossen. Der Zahneingriff erfolgt dabei über die jeweiligen Beschichtungen 15 der beiden im Eingriff stehenden Zähne 13, 14. Dadurch wird zum einen ein Eintrag von Partikeln in das Arbeitsmedium verhindert und zum anderen die betriebssichere Funktion des Triebwerks bzw. der Zahnradpumpe 1 sichergestellt.
-
In der Folge wird dadurch der durch die Mischreibung im Kontaktbereich der ersten Zahnflanken 13a, 14a entstehende mechanische Verlust der Antriebsleistung minimiert. Dies trägt positiv zu einer Verbesserung des hydromechanischen Wirkungsgrads der Zahnradpumpe 1 bei. Ein verbesserter hydromechanischer Wirkungsgrad wiederum reduziert den reibungsbedingten Wärmeeintrag in die Zahnradpumpe bzw. in das Gesamtsystem und verbessert damit die Energie-/Wärmebilanz des Systems.
-
Die Beschichtung 15 wird erfindungsgemäß formschlüssig in den ersten Zahnflanken 13a, 14a – und optional auch in den zweiten Zahnflanken 13b, 14b – verankert. Dies kann vorteilhafterweise beispielsweise über den Schwalbenschwanz 15a der Beschichtung 15 erfolgen, welcher in die Aufnahmenut 16 der Zähne 13, 14 eingebracht ist. Die Zähne 13, 14 als Grundkörper dienen dabei weiterhin als das kraftübertragende Element und werden daher vorzugsweise aus einem metallischen Grundmaterial hergestellt. Die Beschichtung 15 besteht vorzugsweise aus einem reibungsreduzierenden Material, z.B. einem Kunststoff. Dieser Kunststoff kann dann entsprechend dem vorgesehen Einsatz der Zahnradpumpe 1 und den daran geknüpften Anforderungen gewählt werden. Beispielsweise ist PEEK sehr gut geeignet für besonders hohe Anforderungen hinsichtlich Medienresistenz, wie es bei Abwärmerückgewinnungssystemen 100 gefordert ist.
-
Das Material der Beschichtung 15 sollte in vorteilhaften Ausführungen gut spritzbar und gegebenenfalls anschließend nachbearbeitbar sein. Die Beschichtung 15 ist weiterhin druckfest ausgelegt. Die Beschichtung 15 muss allerdings nicht zwangsläufig biege- oder zugfest sein, da diese Funktion vom Trägerelement – den Zähnen 13, 14 – übernommen wird.
-
In alternativen vorteilhaften Ausführungen kann die Beschichtung 15 auch als DLC Beschichtung (diamond-like carbon, Kohlenstoffschicht), als Gleitlackbeschichtung, als Beschichtung mit keramischen Materialien oder vergleichbar ausgeführt sein. Die Auswahl der Oberfläche bzw. Beschichtung 15 erfolgt entsprechend dem angestrebten Einsatz (thermische Ausdehnung, thermische Leitfähigkeit, zulässige Flächenpressung, Verarbeitbarkeit, Kosten usw.)
-
In einer weiteren Ausführung der Zahnradpumpe 1 weisen sowohl die ersten Zahnflanken 13a, 14a als auch die zweiten Zahnflanken 13b, 14b eine Beschichtung 15 auf. In diesen Ausführungen kann die Förderrichtung der Zahnradpumpe 1 im Betrieb umgekehrt werden, ohne dabei erhöhten Verschleiß zu erhalten. Demzufolge werden dann je nach Rotationsrichtung der Einlasskanal 71 und der Auslasskanal 72 gewechselt.
-
Erfindungsgemäß eignen sich die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Zahnradpumpe 1 sehr gut für die Verwendung als Speisefluidpumpe 102 innerhalb des Abwärmerückgewinnungssystems 100, da das dort verwendete Arbeitsmedium sehr aggressiv ist und die Funktion der chemischen Beständigkeit für die Speisefluidpumpe 102 sehr wichtig ist. Das chemikalienbeständige und tribologisch günstige Material der Beschichtung 15, beispielsweise PEEK, schützt das die Zahnräder 11, 12 und vor Korrosion und Verschleiß und verlängert dadurch die Lebensdauer der Zahnradpumpe 1, 102 bzw. des gesamten Abwärmerückgewinnungssystems 100.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008042066 A1 [0002]
- DE 102013205648 A1 [0003]
