EP2180187A2 - Zahnradmaschine - Google Patents

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EP2180187A2
EP2180187A2 EP20090012734 EP09012734A EP2180187A2 EP 2180187 A2 EP2180187 A2 EP 2180187A2 EP 20090012734 EP20090012734 EP 20090012734 EP 09012734 A EP09012734 A EP 09012734A EP 2180187 A2 EP2180187 A2 EP 2180187A2
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EP
European Patent Office
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leakage oil
magnet
gear
machine according
gear machine
Prior art date
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Withdrawn
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EP20090012734
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English (en)
French (fr)
Inventor
Guido Bredenfeld
Ulrich Lendl
Klaus Griese
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/18—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/005—Removing contaminants, deposits or scale from the pump; Cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0088—Lubrication
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/81—Sensor, e.g. electronic sensor for control or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/05—Speed

Definitions

  • the invention relates to a gear machine according to the preamble of patent claim 1.
  • a gear machine in the form of an external gear motor is shown. This has two meshing gears, which are mounted in a housing which is closed with a driven-side cover and a cover plate.
  • a leakage oil flow channel is integrated in the end cap having a leakage oil space open to a gear shaft.
  • a rotational speed sensor on the Hall effect base is integrated in the leakage oil chamber.
  • the sensor has a magnetic attraction force that attracts and holds ferromagnetic or magnetically attractable particles, such as metallic abrasion, in the leakage oil flow path. Accumulation of the particles on the RPM sensor may cause them to miss, which can lead to serious malfunctions in the machine.
  • the invention has for its object to provide a gear machine that is simple and ensures high reliability.
  • a gear machine has a housing for receiving two intermeshing toothed wheels.
  • the housing is each closed at the front side with a housing cover and a leakage oil flow path is provided for discharging leakage in the gear machine.
  • a protective magnet is arranged in the leakage oil flow path.
  • a Hall sensor for speed measurement of the gear machine is arranged in the Leckölströmungspfad, whereby the protective magnet ferromagnetic foreign matter from the leakage oil flow as far as possible before they get to the Hall sensor and then magnetically attracted by this, which could have a malfunction of the Hall sensor result.
  • the leakage oil flow path is integrated as leakage oil flow channel at least in a cover of the housing and each has a first and second leakage oil space open to an end face of a gear axis and an input / output shaft, wherein the leakage oil flow channel has a leak oil connection.
  • the Hall sensor may be disposed in the second leakage oil space open to the input / output shaft and the protective magnet in the first leakage oil space.
  • the protective magnet is integrated in a depression of the end cover and can be glued to the end cover.
  • the protective magnet is for example a simple disc magnet.
  • the protective magnet advantageously has a high attraction force on ferromagnetic foreign substances in the leakage oil flow, this has a higher magnetic effect than the Hall sensor.
  • the gear machine is an external gear motor.
  • Such a hydraulic external gear motor or gear motor 1 is known per se, which is why only the essential elements for understanding the invention are described and, moreover, referred to the above-mentioned data sheet RD 14 026 / 01.05 of the applicant.
  • the gear motor 1 has a housing 2 which is closed with a driven-side cover 4 and a cover 6. Through the output-side cover 4, an output shaft 8 is passed.
  • a Hall effect based on a magnetic Hall sensor or speed sensor 10 is integrated, which is known as the gear motor 1 per se from the prior art and shown in the data sheet RD 95 132 of the Applicant.
  • the speed sensor 10 detects the rotational speed of ferromagnetic gears, such as the rotational speed of the output shaft, in which it cooperates with a signal claw 11 on the output shaft 8.
  • a first formed on the output shaft 8 gear 12 is arranged, which is meshingly engaged with a second on a shaft 14 rotatably mounted gear 16.
  • the output shaft 8 and the axle 14 are each mounted in bearing bodies 18.
  • a leakage oil flow channel or leakage oil channel 20 is integrated, which has a first and second leakage oil space 26 and 28 open towards an axis end face 22 of the axis 14 and toward a shaft end face 24 of the output shaft 8.
  • the second leakage oil chamber protrudes dashed lines in Figure 2 indicated speed sensor 10 for measuring the output shaft speed. Leakage oil is removed from the second leakage oil chamber 28 by a leakage oil connection channel (not shown in FIG. 2).
  • the rotational speed sensor 10 has a permanent magnetic attraction force, which is why ferromagnetic contaminants in the leakage oil, such as metallic abrasion, mounting dust, etc., are deposited thereon and by the magnetic force of the rotational speed sensor 10 can be recorded.
  • the accumulation of foreign matter can lead to malfunction of the speed sensor 10.
  • a protective magnet 50 is integrated into the second leakage oil chamber 28, which attracts and holds the foreign matter with its magnetic force from the leakage oil, so that they can not deposit on the rotational speed sensor 10.
  • the second leakage oil chamber 28 has an approximately cylindrical inner surface 44. From this extends in the sectional plane outwardly a sensor receiving bore 46 for receiving the speed sensor 10.
  • the output shaft 8 protrudes with a square-shaped end portion which forms the signal claw 11 for speed measurement by the Speed sensor 10 into the second leakage oil chamber 28 inside, where the signal claw 11 is located in front of the speed sensor 10.
  • the signal claw 11 could for example also be designed as a toothing or as a shaft with grooves.
  • the first leakage oil space 26 is formed as a truncated pyramid-shaped depression in the end cap 6.
  • the protective magnet 50 disposed in the second leakage oil space 28 in front of the wear shaft 8 is, for example, a conventional disk magnet having a volume of 6 by 5 mm made of the material N45 nickel with a holding force of 1.8 kg. This can be pressed or glued into a depression introduced into the leakage oil space 28. Since the end cover 6 is a cast part, it would be useful in the press fit solution to make the recess machined to keep the tolerance.
  • the protective magnet 50 can certainly also be integrated elsewhere in the leakage oil space 28, for example by gluing to a wall surface of the second leakage oil space 28, whereby a change in geometry of the end cover 6, in particular the leakage oil space 28, would not be necessary.
  • Leakage oil flows, for example, with a volume flow between 0.3 and 1 liter / minute, mostly from the second leakage oil space 28 on the protective magnet 50 and over the leakage oil passage 20 to the leakage oil port 42.
  • This ferromagnetic foreign substances which are in the end of the output shaft 8 swirled leakage oil, substantially captured by the protective magnet 50 before these arrive at the magnetic speed sensor 10. Due to the arrangement of the protective magnet 50 and the distance to the rotational speed sensor 10, a functional influence of the rotational speed sensor 10 by the protective magnet 50 is substantially avoided.
  • the protective magnet 50 is a general cleaning of the leakage oil and thus the hydraulic oil allows in a hydraulic circuit, which, for example, drive elements of the gear machine 1 are loaded with less dirt particles or foreign matter.
  • a gear machine with a housing for receiving two intermeshing gears, which is each closed at the front end with a housing cover.
  • the gear machine has a leakage oil flow path for discharging leakage in which a protective magnet is disposed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

Offenbart ist eine Zahnradmaschine mit einem Gehäuse zum Aufnehmen zweier miteinander kämmender Zahnräder, das stirnseitig jeweils mit einem Gehäusedeckel verschlossen ist. Die Zahnradmaschine hat einen Leckölströmungspfad zum Abführen von Leckage, in dem ein Schutzmagnet angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • In dem Datenblatt RE 14 026/01.05 der Anmelderin ist eine Zahnradmaschine in der Form eines Außenzahnradmotors gezeigt. Dieser weist zwei miteinander kämmende Zahnräder auf, die in einem Gehäuse gelagert sind, welches mit einem abtriebsseitigen Deckel und einem Abschlussdeckel verschlossen ist. Zum Abführen von Lecköl ist in dem Abschlussdeckel ein Leckölströmungskanal integriert, der einen Leckölraum aufweist, der hin zu einer Zahnradwelle offen ist. Zur Detektion der Drehzahl der Zahnradwelle ist in dem Leckölraum ein Drehzahlsensor auf Halleffektbasis integriert. Der Sensor weist dabei eine magnetische Anziehungskraft auf, die ferromagnetische bzw. magnetisch anziehbare Teilchen, wie beispielsweise metallischen Abrieb, in dem Leckölströmungspfad anzieht und festhält. Durch eine Ansammlung der Teilchen am Drehzahlsensor kann dieser Fehlsignale ausgeben, was zu schweren Funktionsstörungen in der Maschine führen kann.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradmaschine zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zahnradmaschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß weist eine Zahnradmaschine ein Gehäuse zum Aufnehmen zweier miteinander kämmender-Zahnräder auf. Das Gehäuse ist stirnseitig jeweils mit einem Gehäusedeckel verschlossen und ein Leckölströmungspfad ist zum Abführen von Leckage in der Zahnradmaschine vorgesehen. Hierbei ist ein Schutzmagnet im Leckölströmungspfad angeordnet. Diese Lösung hat den Vorteil, dass sich ferromagnetische Fremdstoffe, beispielsweise metallischer Abrieb oder Faserteilchen, an dem Schutzmagneten festsetzen, wodurch der Leckölströmungspfad gereinigt wird und die Funktion der Hydraulikelemente nicht mehr durch Fremdstoffe gestört ist.
  • Vorzugsweise ist ein Hallsensor zur Drehzahlmessung der Zahnradmaschine in dem Leckölströmungspfad angeordnet, wodurch der Schutzmagnet ferromagnetische Fremdstoffe aus dem Leckölstrom weitestgehend entfernt, bevor diese zum Hallsensor gelangen und von diesem dann magnetisch angezogen werden, was eine Funktionsstörung des Hallsensors zur Folge haben könnte.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Leckölströmungspfad als Leckölströmungskanal wenigstens in einem Abschlussdeckel des Gehäuses integriert und hat jeweils einen zu einer Stirnseite einer Zahnradachse und einer An-/Abtriebswelle hin offenen ersten und zweiten Leckölraum, wobei der Leckölströmungskanal einen Leckölanschluss aufweist.
  • Zur einfachen Herstellung der Zahnradmaschine kann der Hallsensor in dem zur An-/Abtriebswelle hin offenen zweiten Leckölraum und der Schutzmagnet im ersten Leckölraum angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Schutzmagnet in einer Senke des Abschlussdeckels integriert und kann mit dem Abschlussdeckel verklebt sein.
  • Der Schutzmagnet ist beispielsweise ein einfacher Scheibenmagnet.
  • Damit der Schutzmagnet vorteilhafter Weise eine hohe Anziehungskraft auf ferromagnetische Fremdstoffe in dem Leckölstrom aufweist, hat dieser eine höhere magnetische Wirkung als der Hallsensor.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Zahnradmaschine ein Außenzahnradmotor.
  • Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
  • Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die einen Außenzahnradmotor in einem Längsschnitt durch die beiden Achsen der Zahnräder zeigt.
  • Ein derartiger hydraulischer Außenzahnradmotor bzw. Zahnradmotor 1 ist per se bekannt, weshalb hier nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente beschrieben werden und im übrigen auf das eingangs genannte Datenblatt RD 14 026/01.05 der Anmelderin verwiesen wird.
  • Der Zahnradmotor 1 hat ein Gehäuse 2, das mit einem abtriebsseitigen Deckel 4 und einem Abschlussdeckel 6 verschlossen ist. Durch den abtriebsseitigen Deckel 4 ist eine Abtriebswelle 8 hindurchgeführt. In dem Abschlussdeckel 6 des Zahnradmotors 1 ist ein auf einen Halleffekt basierender magnetischer Hall-Sensor bzw. Drehzahlsensor 10 integriert, der wie der Zahnradmotor 1 per se aus dem Stand der Technik bekannt ist und in dem Datenblatt RD 95 132 der Anmelderin gezeigt ist. Der Drehzahlsensor 10 detektiert die Drehzahl von ferromagnetischen Zahnrädern, wie beispielsweise die Drehzahl der Abtriebswelle, in dem er mit einer Signalklaue 11 an der Abtriebswelle 8 zusammenwirkt.
  • Im Gehäuse 2 der Zahnradmaschine 1 ist ein erstes an der Abtriebswelle 8 ausgebildetes Zahnrad 12 angeordnet, das mit einem zweiten auf einer Achse 14 drehfest gelagerten Zahnrad 16 kämmend in Eingriff steht. Die Abtriebswelle 8 und die Achse 14 sind jeweils in Lagerkörpern 18 gelagert. In dem Abschlussdeckel 6 ist ein Leckölströmungskanal bzw. Leckölkanal 20 integriert, der einen hin zu einer Achsenstirnseite 22 der Achse 14 und hin zu einer Wellenstirnseite 24 der Abtriebswelle 8 offenen ersten und zweiten Leckölraum 26 bzw. 28 aufweist. In den zweiten Leckölraum ragt dabei in der Figur 2 gestrichelt angedeuteter Drehzahlsensor 10 zum Messen der Abtriebswellendrehzahl. Leckageöl wird von einem in der Figur 2 nicht dargestellten Leckageölanschlusskanal von dem zweiten Leckölraum 28 aus abgeführt.
  • Der Drehzahlsensor 10 weist eine permanente magnetische Anziehungskraft auf, weshalb ferromagnetische Fremdstoffe im Leckageöl, wie metallischer Abrieb, Montagestaub etc., sich an diesem ablagern und durch die magnetische Kraft des Drehzahlsensors 10 festgehalten werden können. Die Ansammlung von Fremdstoffen kann zu Funktionsstörungen des Drehzahlsensors 10 führen. Zur Abhilfe ist ein Schutzmagnet 50 in den zweiten Leckölraum 28 integriert, der die Fremdstoffe mit seiner Magnetkraft aus dem Leckageöl anzieht und festhält, so dass sich diese nicht an dem Drehzahlsensor 10 ablagern können.
  • Der zweite Leckageölraum 28 hat eine in etwa zylinderförmige Innenmantelfläche 44. Von dieser aus erstreckt sich in der Schnittebene nach außen eine Sensoraufnahmebohrung 46 zur Aufnahme des Drehzahlsensors 10. Die Abtriebswelle 8 ragt dabei mit einem vierkantförmigen Endabschnitt, der die Signalklaue 11 bildet zur Drehzahlmessung durch den Drehzahlsensor 10 in den zweiten Leckageölraum 28 hinein, wo sich die Signalklaue 11 vor dem Drehzahlsensor 10 befindet. Die Signalklaue 11 könnte beispielsweise auch als Verzahnung oder als Welle mit Nuten ausgebildet sein.
  • Der erste Leckageölraum 26 ist als pyramidenstumpfförmige Vertiefung in dem Abschlussdeckel 6 ausgebildet.
  • Der im zweiten Leckageölraum 28 vor der Abriebswelle 8 angeordnete Schutzmagnet 50 ist beispielsweise ein herkömmlicher Scheibenmagnet mit einem Volumen von 6 mal 5 mm aus dem Material N45 Nickel mit einer Haltekraft von 1,8 kg. Dieser kann in eine in den Leckageölraum 28 eingebrachte Vertiefung gepresst oder verklebt werden. Da es sich bei dem Abschlussdeckel 6 um ein Gussteil handelt wäre es bei der Einpresslösung eventuell sinnvoll zur Toleranzeinhaltung die Vertiefung spanend herzustellen. Der Schutzmagnet 50 kann durchaus auch anderweitig in den Leckageölraum 28 integriert werden, beispielsweise durch ein Verkleben mit einer Wandungsfläche des zweiten Leckageölraums 28, womit eine Geometrieänderung des Abschlussdeckels 6, insbesondere des Leckageölraums 28, nicht notwendig wäre.
  • Leckageöl strömt, beispielsweise mit einem Volumenstrom zwischen 0,3 und 1 Liter/Minute, größtenteils von dem zweiten Leckölraum 28 am Schutzmagneten 50 vorbei und über den Leckölkanal 20 zu dem Leckageölanschlusskanal 42. Dabei werden ferromagnetische Fremdstoffe, die sich in dem vom Ende der Abtriebswelle 8 verwirbelten Leckageöl befinden, im Wesentlichen von dem Schutzmagneten 50 aufgefangen, bevor diese zum magnetischen Drehzahlsensor 10 gelangen. Durch die Anordnung des Schutzmagneten 50 und die Entfernung zum Drehzahlsensor 10 ist eine Funktionsbeeinflussung des Drehzahlsensors 10 durch den Schutzmagneten 50 im Wesentlichen vermieden.
  • Durch den Schutzmagneten 50 ist eine generelle Reinigung des Leckageöls und somit des Hydrauliköls in einem Hydraulikkreis ermöglicht, womit beispielsweise Antriebselemente der Zahnradmaschine 1 mit weniger Schmutzpartikeln bzw. Fremdstoffen belastet werden.
  • Offenbart ist eine Zahnradmaschine mit einem Gehäuse zum Aufnehmen zweier miteinander kämmender Zahnräder, das stirnseitig jeweils mit einem Gehäusedeckel verschlossen ist. Die Zahnradmaschine hat einen Leckölströmungspfad zum Abführen von Leckage, in dem ein Schutzmagnet angeordnet ist.

Claims (8)

  1. Zahnradmaschine, mit einem Gehäuse (2) zum Aufnehmen zweier miteinander kämmender Zahnräder (12, 16), das stirnseitig jeweils mit einem Gehäusedeckel (4, 6) verschlossen ist und mit einem Leckölströmungspfad (20) zum Abführen von Leckage, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schutzmagnet (50) im Leckölströmungspfad (20) angeordnet ist.
  2. Zahnradmaschine nach Anspruch 1, wobei ein auf magnetischem Wirkprinzip beruhender Sensor (10), insbesondere ein Hall-Sensor (10), stromabwärts des Schutzmagneten (50) in dem Leckölströmungspfad angeordnet ist.
  3. Zahnradmaschine nach Anspruch 2, wobei der Leckölströmungspfad (20) als Leckölströmungskanal (20) wenigstens in einem Abschlussdeckel (6) des Gehäuses (2) integriert ist, und jeweils einen zu einer Stirnseite (22, 24) einer Zahnradachse (14) und einer An-/Abtriebswelle (8) hin offenen ersten und zweiten Leckölraum (26, 28) hat und der Leckölströmungskanal (20) einen Leckageölanschlusskanal (42) aufweist.
  4. Zahnradmaschine nach Anspruch 3, wobei der Hall-Sensor (10) in dem zur An-/Abtriebswelle (8) hin offenen zweiten Leckölraum (26, 28) und der Schutzmagnet (50) in dem ersten Leckölraum (26, 28) angeordnet ist.
  5. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schutzmagnet (50) in eine Senke des Abschlussdeckels (6) integriert ist und/oder mit dem Abschlussdeckel (6) verklebt ist.
  6. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Schutzmagnet (50) ein Scheibenmagnet ist.
  7. Zahnradmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Schutzmagnet (50) eine höhere magnetische Wirkung als der Hall-Sensor (10) aufweist.
  8. Zahnradmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese ein Außenzahnradmotor (1) ist.
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