EP1477676B1

EP1477676B1 - Dosierpumpe

Info

Publication number: EP1477676B1
Application number: EP03010890A
Authority: EP
Inventors: Brian Mouridsen; Hans Henrik Jochumsen; Janus Juul Rasmussen; Niels Frederiksen; Steen KÄHLER
Original assignee: Grundfos AS
Current assignee: Grundfos AS
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: DE50301675D1; EP1477676A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe.

Eine gattungsgemäße Dosierpumpe ist aus DE 100 12 887 C1 bekannt. Diese Dosierpumpe weist eine außen an ein Getriebegehäuse angesetzte Membranpumpe auf. Im Inneren des Getriebegehäuses ist ein Exzentergetriebe angeordnet, welches die Drehbewegung eines Antriebsmotors in eine Linearbewegung einer Pleuelstange umsetzt, welche die Membran der Membranpumpe vor und zurück bewegt. Das Exzentergetriebe ist im Inneren eines Tragprofils angeordnet, an das ein Antriebsmotor angeflanscht ist. Der Antriebsmotor treibt über einen Zahnriemen das Exzenterrad an. Nachteilig bei diesem Zahnriemenantrieb sind große radiale Lagerkräfte sowie große Abmessungen des Getriebes. Ferner ist das erreichbare Übersetzungsverhältnis beschränkt, so dass keine schnelllaufenden Motoren eingesetzt werden können.

DE 297 09 831 U1 offenbart eine weitere gattungsgemäße Dosierpumpe. Diese Dosierpumpe weist einen elektrischen Antriebsmotor auf, welcher über eine Exenterantrieb eine Kolbenstange in oszillierender Axialbewegung versetzt, welche ihrerseits auf die Membran einer Membranpumpe wirkt. Der Antriebsmotor treibt über ein Stirnradgetriebe den Exenterantrieb an. Dies führt zum einen zu großen Abmessungen des Antriebs, zum anderen ist das Übersetzungsverhältnis des Getriebes begrenzt, sodass ein langsam laufender Antriebsmotor verwendet werden muss.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Dosierpumpe mit kompakterer Ausgestaltung zu schaffen, welche darüber hinaus den Einsatz schnelllaufender Antriebsmotoren ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Dosierpumpe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Dosierpumpe weist eine Antriebseinheit und eine von dieser über eine Kolbenstange angetriebene Membranpumpe auf. Die Antriebseinheit weist einen Dürstenlosen Gleichstrommotor als Antriebsmotor, und einen von diesem angetriebenen Kolbentrieb auf. Der Kolbentrieb setzt die Drehbewegung des Antriebsmotors in eine Linearbewegung der Kolbenstange um. Dabei erzeugt der Kolbentrieb eine oszillierende Linearbewegung der Kolbenstange, welche eine Membran der Membranpumpe entsprechend oszillierend vor und zurück bewegt. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Antriebsmotor und dem Kolbentrieb ein Planetengetriebe angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht, auf den beim Stand der Technik bekannten Zahnriemenantrieb zu verzichten. Das Planetengetriebe ermöglicht den Einsatz kleinerer Lager, da die auftretenden Lagerkräfte aufgrund verringerter Radialkräfte geringer sind als bei der bekannten Zahnriemenanordnung. Der Einsatz kleinerer Lager und der insgesamt kompaktere Aufbau des Planetengetriebes ermöglicht, die gesamte Antriebseinheit kleiner auszugestalten. Darüber hinaus ermöglicht ein Planetengetriebe ein größeres Übersetzungsverhältnis, so dass auch schnelllaufende Antriebsmotoren eingesetzt werden können.

Vorzugsweise weist der Kolbentrieb einen Exzenter auf, welcher die Drehbewegung des Antriebsmotors und des Planetengetriebes in eine Linearbewegung der Kolbenstange umsetzt, wobei sich die Kolbenstange normal zur Drehachse des Antriebsmotors erstreckt und der Antriebsmotor und der Exzenter koaxial zueinander angeordnet sind. Die koaxiale Anordnung von Exzenter und Antriebsmotor ermöglicht einen insgesamt kompakteren und insbesondere in Richtung der Kolbenstange kürzeren Aufbau der Antriebseinheit und damit der gesamten Dosierpumpe. Ferner bewirkt diese Anordnung eine Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Lagerstellen, wobei zusätzlich die Lagerkräfte verringert werden.

Der Antriebsmotor ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Der Einsatz eines solchen bürstenlosen Gleichstrommotors wird insbesondere durch die erfindungsgemäße Anordnung des Planetengetriebes begünstigt, da ein bürstenloser Gleichstrommotor eine höhere Drehzahl aufweist als die bislang in bekannten Dosierpumpen verwendeten Asynchronmotoren. Das erfindungsgemäße Planetengetriebe ermöglicht ein so großes Übersetzungsverhältnis, dass auch die hohen Drehzahlen eines bürstenlosen Gleichstrommotors auf die für den Antrieb der Membranpumpe erforderliche Drehzahl des Exzenters reduziert werden können. Der bürstenlose Gleichstrommotor ermöglicht einen höheren Wirkungsgrad der Dosierpumpe. Ferner weist ein bürstenloser Gleichstrommotor bei gleicher Ausgangsleistung geringere Abmessungen auf als die bislang eingesetzten Motoren und ermöglicht somit einen insgesamt kleineren Aufbau der Antriebseinheit. Darüber hinaus erzeugt ein solcher Gleichstrommotor eine geringere Abwärme, so dass die Kühlung der Antriebseinheit vereinfacht wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist in dem Kolbentrieb ein Federelement derart angeordnet, dass seine Federkraft der Bewegung der Kolbenstange bei deren Rückhub entgegenwirkt. Beim Arbeitshub der Kolbenstange wird die Kolbenstange auf die Membran zu bewegt und drückt die Membran in die Pumpenkammer in einem Pumpenkopf der Membranpumpe. Dabei verringert sich das Volumen der Pumpenkammer, und das in der Pumpenkammer befindliche Fluid wird durch eine Austrittsöffnung aus dem Pumpenkopf nach außen gedrückt. Im Rückhub bewegt sich die Kolbenstange von der Membran weg und zieht die Membran zurück oder lässt diese aufgrund ihrer Eigenelastizität zurück federn. Dabei vergrößert sich das Volumen des Pumpenraumes wieder, und es wird neues Fluid durch eine Eintrittsöffnung angesaugt. Die für den Rückhub erforderliche und auf die Kolbenstange wirkende Zugkraft ist jedoch geringer als die im Arbeitshub von der Kolbenstange auf die Membran aufgebrachte Druckkraft. Diese sich periodisch ändernden Kräfte, welche auf die Kolbenstange wirken, führen zu einer periodisch schwankenden Drehmomentbelastung des Exzentertriebs und damit des Antriebsmotors. Dies ist insbesondere bei bürstenlosen Gleichstrommotoren nachteilig. Dieser negative Effekt wird durch die Anordnung des Federelementes kompensiert, da das Federelement der Bewegung der Kolbenstange im Rückhub entgegenwirkt und somit in dieser Bewegungsrichtung die auf die Kolbenstange wirkende Kraft erhöht. Im Arbeitshub entspannt sich das Federelement dann wieder und erzeugt dabei eine Kraft, welche in Wirkungsrichtung der Kolbenstange im Arbeitshub gerichtet ist, so dass das Federelement im Arbeitshub eine zusätzliche Druckkraft auf die Membran ausübt. Das Federelement führt somit zu einer gleichmäßigen Belastung des Exzentertriebs und somit des Antriebsmotors, so dass die unerwünschten Drehmomentschwankungen eliminiert werden. Als Federelement können beispielsweise eine Schraubenfeder oder aber auch andere geeignete Federelemente eingesetzt werden. Diese vorteilhafte Anordnung eines Federelementes in dem Kolbentrieb könnte auch unabhängig von den vorangehend beschriebenen Aspekten der Erfindung bei anderen Dosierpumpe eingesetzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die einzelnen Komponenten der Antriebseinheit unabhängig voneinander geschmiert. Das bedeutet, die einzelnen Lager und Getriebeteile, insbesondere das Planetengetriebe, sind bevorzugt lebensdauergeschmiert und gekapselt ausgebildet. Beispielsweise kann in dem gekapselten Planetengetriebe ein flüssiger Schmierstoff angeordnet sein. Auch in den einzelnen gekapselten Lagern können entsprechende flüssige Schmierstoffe oder Schmierfette vorhanden sein. Diese unabhängige Schmierung der einzelnen Komponenten der Antriebseinheit bewirkt, dass der Innenraum eines Getriebegehäuses, in dem die Antriebseinheit angeordnet ist, insgesamt trocken ausgebildet werden kann, d. h. in dem Innenraum des Getriebegehäuses befinden sich keine Schmierstoffe wie beispielsweise Öl. Dies ermöglicht eine problemlose Anordnung der für den Betrieb der Dosierpumpe erforderlichen elektrischen und elektronischen Komponenten im Inneren des Getriebegehäuses, ohne dass diese Komponenten speziell gekapselt werden müssen. Ferner vereinfacht sich auch die Reparatur oder Wartung der Dosierpumpe, da nicht mit flüssigen Schmierstoffen, wie beispielsweise Öl, im Inneren des Getriebegehäuses hantiert werden muss.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Kolbentrieb in einem Kurbelgehäuse angeordnet, an das ein separates Motorau-ßengehäuse angesetzt ist, in welchem der Antriebsmotor als bauliche Einheit angeordnet ist. Diese Anordnung des Motoraußengehäuses au-ßerhalb des Kurbelgehäuses, d. h. des Getriebegehäuses, in welchem der Kolben- bzw. Exzentertrieb angeordnet ist, hat den Vorteil, dass die von dem Motor erzeugte Abwärme besser nach außen abgeführt werden kann. Der eingesetzte Antriebsmotor bildet eine bauliche Einheit, d. h. er weist ein Statorgehäuse auf, in dessen Inneren die Statorwicklungen und ein Rotor, vorzugsweise ein Permanentmagnetrotor, angeordnet sind. Ein solcher Antriebsmotor kann ein Standardmotor sein, welcher als fertiges Bauteil am Markt verfügbar ist. Die Verwendung des Motoraußengehäuses hat dabei den Vorteil, dass das Motoraußengehäuse mit dem Kurbelgehäuse dichtend verbunden werden kann, so dass der Innenraum von Kurbelgehäuse und Motoraußengehäuse nach außen abgedichtet ist. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, da Dosierpumpen häufig in anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt werden, wo sie beispielsweise Umgebungseinflüssen durch Feuchtigkeit oder Chemikalien ausgesetzt sind. Die vollständig gedichtete bzw. gekapselte Ausgestaltung des Kurbelgehäuses gemeinsam mit dem angesetzten Motoraußengehäuse schützt dabei die im Inneren angeordneten Bauteile, insbesondere auch elektrische und elektronische Komponenten. Ein solches zusätzliches Motoraußengehäuse könnte auch unabhängig von den vorangehend beschriebenen Merkmalen der Erfindung verwirklicht werden.

Bevorzugt ist das Motoraußengehäuse an der Unterseite des Kurbelgehäuses angeordnet. An der Unterseite des Kurbelgehäuses können Füße oder Böcke ausgebildet sein, auf denen das Kurbelgehäuse ruht und zwischen denen das Motoraußengehäuse angeordnet ist. Diese Anordnung führt zu einem besonders kompakten Aufbau der Dosierpumpe, da die höhere, durch die Böcke bedingte Anordnung des Kurbelgehäuses meist schon aufgrund der Ausgestaltung der an das Kurbelgehäuse angesetzten Membranpumpe erforderlich ist. Bei den Membranpumpen erstrecken sich die Fluidanschlüsse meist vertikal, da die in oder an diesen angeordneten Ventile üblicherweise schwerkraftbetätigt sind und daher in vertikaler Richtung angeordnet werden müssen. Dies bedingt, dass die Membranpumpe und das Kurbelgehäuse nicht direkt über einer Aufstandsfläche angeordnet werden können, sondern von der Aufstandsfläche beabstandet sein müssen, damit die sich vertikal erstreckenden Fluidanschlüsse mit entsprechenden Leitungen verbunden werden können. Insbesondere bei Verwendung eines bürstenlosen Gleichstrommotors als Antriebsmotor kann dieser so klein ausgebildet werden, dass er unterhalb des Antriebsgehäuses angeordnet werden kann und dort vorzugsweise ohnehin vorhandenen, ungenutzten Raum ausnutzt. So kann auf die Anordnung des Antriebsmotors an der Oberseite des Kurbelgehäuses, wie es bei bekannten Dosierpumpen häufig der Fall ist, verzichtet und somit die gesamte Dosierpumpe kompakter ausgebildet werden.

Weiter bevorzugt ist das Motoraußengehäuse mit Rippen versehen, während an dem Statorgehäuse des Antriebsmotors Kühlrippen ausgebildet sind, welche von innen in die Rippen des Motoraußengehäuses eingreifen. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen besonders guten Wärmeübergang von dem Statorgehäuse des Antriebsmotors durch das Motoraußengehäuse nach außen, so dass die von dem Antriebsmotor erzeugte Abwärme zuverlässig abgeführt werden kann. Dadurch, dass sich die Kühlrippen des Statorgehäuses in die Rippen des Motoraußengehäuses hinein erstrecken, werden die Wege für den Wärmeübergang von den Kühlrippen des Statorgehäuses durch das Motoraußengehäuse nach außen kurz gehalten, so dass die Wärmeableitung verbessert wird. Die rippenförmige Ausgestaltung der Außenoberfläche des Motoraußengehäuses bewirkt ferner eine verbesserte Wärmeabfuhr an die Umgebungsluft. Insbesondere bei Verwendung eines bürstenlosen Gleichstrommotors mit dieser Anordnung der Kühlrippen und der Rippen des Motoraußengehäuses kann auf einen zusätzlichen Lüfter zur Kühlung des Antriebsmotors verzichtet werden.

Die Kühlrippen sind vorzugsweise Teil eines Kühlkörpers, welcher auf ein glattes Statorgehäuse des Antriebsmotors aufgesetzt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass ein standardmäßig ausgestalteter Elektromotor mit einem nach außen hin glatten Statorgehäuse eingesetzt werden kann. Die zur Verbesserung der Kühlung des Statorgehäuses des Antriebsmotors dienenden Kühlrippen können auf dieses aufgeklebt oder aufgepresst werden. Vorzugsweise sind die Kühlrippen Teil eines Kühlkörpers, welcher als Strangpressprofil ausgebildet ist, welches einen runden Innenquerschnitt und sich radial nach außen und parallel zur Drehachse des Antriebsmotors erstreckende Kühlrippen aufweist. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise in den runden Innenquerschnitt des Kühlkörpers eingepresst, so dass der Kühlkörper fest an der Außenseite des Antriebsmotors gehalten wird und ein guter Wärmeübergang von dem Statorgehäuse auf den Kühlkörper gewährleistet ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine elektronische Steuerung bzw. Regeleinrichtung im Inneren des Kurbelgehäuses angeordnet, und elektrische Anschlussleitungen des Antriebsmotors laufen im Inneren des Motoraußengehäuses zu der Steuerung im Inneren des Kurbelgehäuses. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass keine Verbindungsleitungen von dem außen an das Kurbelgehäuse angesetzten Antriebsmotor zu den im Inneren des Kurbelgehäuses angeordneten elektronischen Komponenten an der Außenseite der Dosierpumpe entlang geführt werden müssen. Sämtliche elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Steuerungskomponenten und dem Antriebsmotor verlaufen im Inneren des geschlossenen und gedichteten Gehäuses, bestehend aus Kurbelgehäuse und Motoraußengehäuse. Somit reicht zum einen eine einfache Isolierung der elektrischen Leitungen aus, zum anderen sind die elektrischen Leitungen dennoch durch das Kurbelgehäuse und das Motoraußengehäuse vor Umwelteinflüssen, beispielsweise Feuchtigkeit oder Chemikalien, geschützt.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1: eine Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosierpumpe und
Fig. 2: eine vergrößerte Detailansicht der Antriebseinheit der Dosierpumpe gemäß Fig. 1, ebenfalls in einer Explosionsansicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Dosierpumpe weist ein Kurbelgehäuse 2 auf, welches rohr- bzw. profilförmig ausgebildet ist mit zwei einander gegenüber liegenden offenen Stirnseiten. Die hintere Stirnseite ist durch eine hintere Abdeckung 4 verschlossen, in welcher Anzeige- und Bedienelemente für die Pumpe angeordnet sind. Zwischen der hinteren Abdeckung 4 und dem Kurbelgehäuse 2 ist ein Dichtungselement 6 angeordnet, so dass das Kurbelgehäuse 2 durch die hintere Abdeckung 4 an der hinteren Stirnseite dicht verschlossen wird. In die vordere offene Stirnseite des Kurbelgehäuses 2 ist eine Tragplatte 8 eingesetzt, an deren Vorderseite eine Membranpumpe 10 angeflanscht ist. Die Membranpumpe 10 weist eine Abdeckplatte 12 auf, welche die Tragplatte 8 an der Vorderseite überdeckt und an ihrem Rand mit der Stirnkante des Getriebegehäuses 2 dichtend zur Anlage kommt. Dazu ist ein Dichtelement 14 zwischen der Abdeckplatte 12 und dem Kurbelgehäuse 2 angeordnet, um das Kurbelgehäuse 2 an seiner Vorderseite dicht zu verschließen.

Im Inneren des Kurbelgehäuses 2 ist an der Rückseite der Tragplatte 8 die Antriebseinheit zum Antrieb der Membranpumpe 10 befestigt. Die Antriebseinheit umfasst eine Getriebeeinheit 16, deren Träger 17 an der Rückseite der Tragplatte 8 angeflanscht sind. Die Getriebeeinheit 16 weist eine Exzenterwelle 18 und eine Kurbel 20 auf, über welche eine Drehbewegung der Exzenterwelle 18 in eine oszillierende lineare Hubbewegung einer Kolbenstange 22 umgesetzt wird. Die Kolbenstange 22 erstreckt sich normal zur Drehachse der Exzenterwelle 18 und ist mit ihrem hinteren Ende mit der Kurbel 20 verbunden. Das vordere Ende der Kolbenstange 22 ist mit der Membran 24 der Membranpumpe 10 verbunden, um diese vor und zurück bewegen zu können.

Die Exzenterwelle 18 wird von einem Antriebsmotor 26 angetrieben. Zwischen dem Antriebsmotor 26 und der Exzenterwelle 18 ist im Antriebsstrang ein Planetengetriebe 28 angeordnet. Der Antriebsmotor 26 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor, welcher mit hoher Drehzahl läuft. Aus diesem Grunde ist in dem Antriebsstrang ein Getriebe mit einem großen Übersetzungsverhältnis erforderlich, um die Drehzahl auf die für den Kurbeltrieb erforderliche Drehzahl zu reduzieren. Das Planetengetriebe 28 hat dabei den Vorteil, dass es zum einen ein sehr großes Übersetzungsverhältnis bietet und zum anderen gleichzeitig sehr klein ausgebildet ist, so dass die gesamten Abmessungen der Antriebseinheit trotz des sehr großen Übersetzungsverhältnisses verkleinert werden können. Darüber hinaus ermöglicht das Planetengetriebe eine koaxiale Anordnung von Antriebsmotor 26, Planetengetriebe 28 und Exzenterwelle 18. Dadurch kann der Aufbau der Antriebseinheit weiter verkleinert werden, insbesondere kann die Getriebeeinheit in Richtung der Kolbenstange 22 gegenüber bekannten Anordnungen kürzer ausgebildet werwerden. Darüber hinaus treten bei der koaxialen Anordnung sämtlicher sich drehender Wellen geringere Lagerkräfte auf, so dass auch die verwendeten Lager kleiner dimensioniert werden können.

Der nähere Aufbau der Antriebseinheit wird weiter anhand von Fig. 2 beschrieben, welche eine Ausschnittsvergrößerung der Antriebseinheit aus Fig. 1 zeigt. Die Getriebeeinheit 16 umfasst ferner ein Federelement in Form einer Druckfeder 30, welche mit der Kolbenstange 22 zusammenwirkt. Die Feder 30 stützt sich mit ihrem in Richtung A vorderem Ende an einer Anlageplatte 29 ab, welche fest mit der Kolbenstange 22 verbunden ist. An ihrem hinteren Ende stützt sich die Feder 30 an einer Anlageplatte 31 ab, welche sich wiederum an den Bolzen 33 abstützt, welchen die beiden Träger 17 miteinander verbinden. Die Kolbenstange 22 erstreckt sich durch eine Durchgangsöffnung in der Anlageplatte 31 und ist relativ zu der Anlageplatte 31 beweglich. Die Befestigung der Anlageplatte 29 am vorderen Ende der Kolbenstange 22 erfolgt über eine Kugel, welche in eine Ringnut am Außenumfang der Kolbenstange 22 sowie in eine korrespondierende Nut im Inneren der Anlageplatte 29 eingreift. Die Anlageplatte 29 kann auch auf andere Weise mit der Kolbenstange 22 verbunden sein oder auch einstückig mit dieser als Anlageschulter ausgebildet sein.

Die Druckfeder ist somit so angeordnet, dass sie beim Rückhub der Kolbenstange 22 gestaucht wird und beim Arbeitshub die auf die Membran 24 wirkende Pumpkraft unterstützt. Im Arbeitshub bewegt sich die Kolbenstange 22 in der Richtung A auf die Membranpumpe 10 zu und erzeugt dabei eine Druckkraft auf die Membran 24, die dadurch ein Fluid aus einem Pumpenraum verdrängt. In diesem Arbeitshub muss die Kolbenstange 22 die größte Kraft und somit der Antriebsmotor 26 das größte Drehmoment aufbringen. Im Rückhub in der Richtung B bewegt sich die Kolbenstange 22 von der Membranpumpe 10 weg und zieht dabei die Membran zurück oder erlaubt es, dass die Membran 24 aufgrund ihrer Elastizität in ihre Ausgangslage zurück federt. Dabei erzeugt die Membran 24 in dem Pumpenraum der Membranpumpe 10 einen Sog. Im Rückhub in der Richtung B ist die von der Membran 24 auf die Kolbenstange 22 aufgebrachte Zugkraft deutlich geringer als die im Arbeitshub auf die Kolbenstange 22 wirkende Druckkraft oder ist im Wesentlichen gleich null. Dies führt über den Kurbel- bzw. Kolbentrieb in Form der Kurbel 20 und des Exzenters 18 ebenfalls zu einer geringeren Drehmomentbelastung des Antriebsmotors 26 im Rückhub. Um dies zu kompensieren und eine gleichmäßige Belastung des Antriebsmotors 26 zu erreichen, ist die Druckfeder 30 vorgesehen. Die Druckfeder 30 wird im Rückhub von der Kolbenstange 22 komprimiert und erzeugt somit im Rückhub eine zusätzliche, der Bewegung der Kolbenstange 22 in Richtung B entgegengesetzte Druckkraft. Umgekehrt erzeugt die Druckfeder 30 im Arbeitshub eine zusätzliche, auf die Membran 24 wirkende Druckkraft, so dass der Pumpvorgang durch die Druckfeder 30 unterstützt wird. Insgesamt führt die Druckfeder 30 somit zu einer gleichmäßigen Kraft- bzw. Drehmomentbelastung des Antriebsmotors 26, da sie im Leer- bzw. Rückhub eine zusätzliche Gegenkraft erzeugt. Eine solche gleichmäßige Drehmomentbelastung ermöglicht die Verwendung eines schnell laufenden Gleichstrommotors als Antriebsmotors 26.

Der Antriebsmotor 26 ist an der Unterseite der Getriebeeinheit 16 und an der Unterseite des Kurbelgehäuses 2 angeordnet. Das Kurbelgehäuse 2 ruht auf Böcken 32, so dass es von der Aufstandsfläche vertikal beabstandet ist. Im gezeigten Beispiel sind die beiden Böcke 32 seitlich mittels Platten verbunden, so dass ein geschlossener Rahmen gebildet wird. Dies dient dazu, ein nach außen geschlossenes Erscheinungsbild der Dosierpumpe zu schaffen. Die Böcke 32 können jedoch auch getrennt voneinander ausgebildet sein. Alternativ können auch anders ausgebildete Füße vorgesehen sein, welche eine von der Aufstandsfläche vertikal beabstandete Anordnung des Kurbelgehäuses 2 ermöglichen. Dies ist erforderlich, da die Anschlüsse der Membranpumpe 10 sich in vertikaler Richtung erstrecken und somit unterhalb der Pumpe Raum benötigt wird, um Anschlussleitungen mit der Membranpumpe 10 verbinden zu können. Die vertikale Erstreckung der Anschlüsse der Membranpumpe 10 ist erforderlich, da in den Anschlüssen Schwerkraft betätigte Rückschlagventile vorgesehen sind, welche in vertikaler Richtung angeordnet sein müssen. Die Anordnung des Antriebsmotors 26 unterhalb des Getriebegehäuses 2 hat somit den Vorteil, dass der Freiraum zwischen den Böcken 32 ausgenutzt werden kann, indem dort der Antriebsmotor 26 angeordnet wird.

Der Antriebsmotor 26 bildet eine abgeschlossene Baugruppe, d. h. der Antriebsmotor 26 kann ein am Markt erhältlicher Standardmotor sein. Der Antriebsmotor 26 weist ein ihn außen umgebendes Statorgehäuse auf, in welchem die Statorwicklungen und ein Rotor mit Lagern angeordnet sind. Der so ausgebildete Antriebsmotor 26 ist von einem zusätzlichen Motoraußengehäuse 34 umgeben. Das Motoraußengehäuse 34 ist derart von der Unterseite an das Kurbelgehäuse 2 angesetzt, dass das Motoraußengehäuse 34 mit seiner oberen Kante am Umfang der Öffnung 36 an der Unterseite des Kurbelgehäuses 2 zur Anlage kommt. Zwischen dem Motorgehäuse 34 und dem Kurbelgehäuse 2 ist zusätzlich ein Dichtring 38 angeordnet, welcher das Motoraußengehäuse 34 dicht mit dem Kurbelgehäuse 2 verbindet. Das Motoraußengehäuse 34 bildet somit gemeinsam mit dem Kurbelgehäuse 2 ein Gehäuse mit einem abgeschlossenen, nach außen abgedichteten Innenraum, in dem die Getriebeeinheit 16 und zusätzlich elektronische Regel- und Steuerelemente für die Dosierpumpe angeordnet sind. Das Motoraußengehäuse 34 ist einstückig aus Kunststoff ausgebildet und an seiner Unterseite geschlossen. Die Umfangswandung des Motoraußengehäuses 34 ist derart gerippt ausgebildet, dass sich die Rippen radial nach außen und parallel zur Drehachse des Antriebsmotors 26 erstrecken. Dabei sind die Rippen zur Innenseite des Motoraußengehäuses 34 hin geöffnet, so dass von innen korrespondierend ausgebildete Rippen eines Kühlkörpers 40 in die Rippen des Motoraußengehäuses 34 eingreifen können. Der Kühlkörper 40 weist innen einen kreisförmigen Querschnitt auf, in welchen der Antriebsmotor 26 eingesetzt ist. Nach außen erstrecken sich an dem Kühlkörper 40 radialwärts gerichtete Rippen. Der Kühlkörper 40 ist vorzugsweise als Strangpressprofil aus Aluminium ausgebildet. Der Innenquerschnitt des Kühlkörpers 40 ist so dimensioniert, dass der Antriebsmotor 26 mit seinem Statorgehäuse mit einer Presspassung in den Kühlkörper 40 eingesetzt werden kann, so dass ein sicherer Wärmeübergang von dem Statorgehäuse des Antriebsmotors 26 auf den Kühlkörper 40 gewährleistet ist. Der Antriebsmotor 26 mit dem Kühlkörper 40 wird so in das Motoraußengehäuse 34 eingesetzt, dass die Rippen des Kühlkörpers 40 von innen in die Rippen des Motoraußengehäuses eingreifen. So wird im Bereich der gesamten Oberfläche des Kühlkörpers 40 die für den Wärmeübergang relevante Dicke des Motoraußengehäuses 34 gering gehalten, d. h. der Abstand der Außenoberfläche des Motorau-ßengehäuses 34 zur Oberfläche des Kühlkörpers 40 ist über die gesamte Oberfläche des Kühlkörpers 40 gering und im Wesentlichen konstant. Zusätzlich wird der verbleibende Zwischenraum zwischen dem Kühlkörper 40 und der Innenwandung des Motorgehäuses 34 mit einer Vergussmasse 42 vergossen, um einen besseren Wärmeübergang von dem Kühlkörper 40 auf das Motoraußengehäuse 34 zu ermöglichen. Dadurch, dass das Motoraußengehäuse 34 und der darin angeordnete Antriebsmotor 26 unterhalb des Kurbelgehäuses 2 und außerhalb des Kurbelgehäuses 2 angeordnet ist, wird insgesamt eine gute Wärmeabfuhr der von dem Antriebsmotor erzeugten Abwärme erreicht.

Ein weiterer Vorteil des Motoraußengehäuses 34 ist, dass die Anschlussleitungen 44 im Inneren des Motoraußengehäuses 34 zu dem Kurbelgehäuse 2 und den darin angeordneten Elektronikkomponenten geführt werden. Dies ermöglicht, dass die gesamte Verkabelung zwischen Antriebsmotor und Steuerungselektronik im Inneren des Kurbelgehäuses 2 und des Motoraußengehäuses 34 erfolgt, so dass keine elektrischen Leitungen an der Außenseite der Dosierpumpe verlegt werden müssen. Im Inneren des Gehäuses sind die Leitungen besser vor Umwelteinflüssen geschützt, ferner ist hier eine einfache Isolierung ausreichend.

Bei der gezeigten Dosierpumpe sind sämtliche Teile der Antriebseinheit und der Getriebeeinheit 16 unabhängig voneinander geschmiert. Das heißt, die einzelnen Elemente wie Lager und das Planetengetriebe 28 sind jeweils gekapselt und innerhalb der jeweiligen Kapselung vorzugsweise auf Lebensdauer geschmiert. Dies kann durch geeignete Schmierstoffe wie Fett, Öl oder Trockenschmierstoffe in bekannter Weise erfolgen. Vorteil dieser unabhängigen Schmierung der einzelnen beweglichen Bauteile der Antriebs- und Getriebeeinheit ist, dass im Inneren des Kurbel- bzw. Getriebegehäuses 2 kein Schmierstoff wie z. B. Öl zur zentralen Schmierung der beweglichen Teile vorgesehen werden muss. Das Innere des Kurbelgehäuses 2 bleibt somit trocken, was insbesondere im Hinblick auf die Anordnung von elektronischen Bauteilen im Inneren des Kurbelgehäuses 2 von Vorteil ist.

Die beschriebene Ausführungsform zeigt eine besonders vorteilhafte Kombination mehrerer Teilaspekte der Erfindung. Die Beschreibung ist jedoch so zu verstehen, dass die einzelnen Aspekte auch unabhängig voneinander verwirklicht werden können. So kann die Anordnung des Antriebsmotors 26 mit dem Kühlkörper 40 in dem Motorgehäuse 34 auch bei ansonsten anders ausgestalteten Pumpen eingesetzt werden. Auch die Verwendung eines die Kolbenstange 22 im Rückhub belastenden Federelementes 30 kann ebenfalls in anderen Pumpenaggregaten eingesetzt werden, welche nicht die beschriebene Anordnung des Antriebsmotors und eines Planetengetriebes aufweisen.

Bezugszeichenliste

2 -: Kurbelgehäuse
4 -: hintere Abdeckung
6 -: Dichtelement
8 -: Tragplatte
10 -: Membranpumpe
12 -: Abdeckplatte
14 -: Dichtelement
16 -: Getriebeeinheit
17 -: Träger
18 -: Exzenterwelle
20 -: Kurbel
22 -: Kolbenstange
24 -: Membran
26 -: Antriebsmotor
28 -: Planetengetriebe
29 -: Anlageplatte
30 -: Druckfeder
31 -: Anlageplatte
32 -: Böcke
33 -: Bolzen
34 -: Motoraußengehäuse
36 -: Öffnung
38 -: Dichtring
40 -: Kühlkörper
42 -: Vergussmasse
44 -: Anschlussleitungen

A -: Richtung des Arbeitshubes
B -: Richtung des Rückhubes

Claims

Dosierpumpe mit einer Antriebseinheit und einer von dieser über eine Kolbenstange (22) angetriebenen Membranpumpe (10), bei welcher die Antriebseinheit einen Antriebsmotor (26) und einen von diesem angetriebenen Kolbentrieb (16) zur Bewegung der Kolbenstange (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor ein bürstenloser Gleichstrommotor ist und zwischen dem Antriebsmotor (26) und dem Kolbentrieb (16) ein Planetengetriebe (28) angeordnet ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, bei welchem der Kolbentrieb (16) einen Exzenter (18) aufweist, welcher die Drehbewegung des Antriebsmotors (26) und des Planetengetriebes (28) in eine Linearbewegung der Kolbenstange (22) umsetzt, wobei sich die Kolbenstange (22) normal zur Drehachse des Antriebsmotors (26) erstreckt und der Antriebsmotor (26) und der Exzenter (18) koaxial zueinander angeordnet sind.
Dosierpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher in dem Kolbentrieb (16) ein Federelement (30) derart angeordnet ist, dass seine Federkraft der Bewegung der Kolbenstange (22) bei deren Rückhub (B) entgegenwirkt.
Dosierpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die einzelnen Komponenten der Antriebseinheit unabhängig voneinander geschmiert sind.
Dosierpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher der Kolbentrieb (16) in einem Kurbelgehäuse (2) angeordnet ist, an das ein separates Motoraußengehäuse (34) angesetzt ist, in welchem der Antriebsmotor (26) als bauliche Einheit angeordnet ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 5, bei welcher das Motoraußengehäuse (34) an einer Unterseite des Kurbelgehäuses (2) angeordnet ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher das Motorau-ßengehäuse (34) mit Rippen versehen ist, wobei an dem Statorgehäuse des Antriebsmotors (26) Kühlrippen (40) ausgebildet sind, welche von innen in die Rippen des Motoraußengehäuses (34) eingreifen.
Dosierpumpe nach Anspruch 7, bei welcher der Raum zwischen den Kühlrippen (40) und dem Motoraußengehäuse (34) ausgegossen ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher die Kühlrippen Teil eines Kühlkörpers (40) sind, welcher auf ein glattes Statorgehäuse aufgesetzt ist.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei welcher eine elektronische Steuerung in dem Kurbelgehäuse (2) angeordnet ist und elektrische Anschlussleitungen des Antriebsmotors (26) im Inneren des Motoraußengehäuses (34) zu der Steuerung im Inneren des Kurbelgehäuses (2) verlaufen.