EP2531728A1 - Pumpe - Google Patents

Pumpe

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Publication number
EP2531728A1
EP2531728A1 EP11701358A EP11701358A EP2531728A1 EP 2531728 A1 EP2531728 A1 EP 2531728A1 EP 11701358 A EP11701358 A EP 11701358A EP 11701358 A EP11701358 A EP 11701358A EP 2531728 A1 EP2531728 A1 EP 2531728A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bore
rotor
pump according
housing
magnets
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11701358A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yasa Motors Poland Sp zoo
Original Assignee
Yasa Motors Poland Sp zoo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yasa Motors Poland Sp zoo filed Critical Yasa Motors Poland Sp zoo
Publication of EP2531728A1 publication Critical patent/EP2531728A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B19/00—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
    • F04B19/003—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00 free-piston type pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/10—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary
    • F04B1/113—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the inner ends of the cylinders
    • F04B1/1133—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement the cylinders being movable, e.g. rotary with actuating or actuated elements at the inner ends of the cylinders with rotary cylinder blocks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B19/02—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00 having movable cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B19/025—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00 having movable cylinders cylinders rotating around their own axis

Definitions

  • the invention relates to a pump for conveying a fluid from a suction region in a delivery region, which has a housing and at least one rotatable in the housing about a rotational axis arranged rotor, which can be driven by a drive element.
  • Pumps of this type are well known in the art. They are used for example in heating systems to pump water through the heating circuit. In most cases, centrifugal pumps are used in particular for the mentioned application.
  • the invention is therefore based on the object, a pump of the type mentioned in such a way that the hydraulic efficiency can be increased, with a cost-effective manufacturing capability should exist.
  • the pump should be used advantageously, but not exclusively, in the field of heating construction.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that the rotor is penetrated by a bore, that in the bore a piston element is arranged, which can move in the bore longitudinal axis, and that fixed in the housing, a number of magnets or a ring magnet is arranged, wherein the magnet or the ring magnet on the piston member exerts a magnetic attraction, wherein the magnets or the ring magnet is placed in the housing or is such that upon rotation of the rotor about the axis of rotation, the piston member due to the magnetic attraction in the bore exerts an oscillating motion.
  • the magnets move the piston element during rotation of the rotor in the direction of the longitudinal axis of the bore; this oscillating movement is used to convey the fluid and pressurize it.
  • the piston element is preferably a ball.
  • the piston element is preferably a magnet or it has at least one magnet.
  • the piston element (ie preferably the ball) is preferably tolerated in the bore, that in the translational displacement of Piston member displaced in the bore fluid located in the bore out of the bore or is sucked into the bore.
  • the bore extends advantageously in the rotor perpendicular to the axis of rotation of the rotor.
  • a seal is preferably arranged or formed at two opposite points of the rotor.
  • the seal is preferably formed by a constriction between the rotor and the housing.
  • a flow channel for fluid to be sucked can be formed between the sealing points and the delivery area.
  • the magnets which control the movement of the piston member in the bore are preferably arranged along a closed cam track in the housing; Preferably, the curved path is a circular path.
  • a ring magnet can also be used.
  • the magnets or the ring magnet are or is preferably designed as a permanent magnet / e.
  • the diameter of the bore is preferably an amount between 0.05 mm and 0.3 mm, preferably between 0, 1 mm and 0.2 mm, greater than the diameter of the piston member, in particular the ball.
  • the inner surface of the bore is particularly preferably provided with a hard material layer in order to increase the wear resistance of the bore surface. It can be provided in the rotor and a plurality of, in particular offset over the circumference arranged holes in which respective piston elements are arranged.
  • the proposed design of the pump has the consequence that a much higher hydraulic efficiency can be achieved than is the case with centrifugal pumps. By the proposed displacement principle, an efficiency of up to 80% can be achieved.
  • the relatively simple structure also allows cost-effective production, so that even large lots of pumps can be produced economically.
  • FIG. 1 shows schematically a pump according to the invention, the pump being sketched in a sectional view and showing only the components which are important in connection with the invention
  • Fig. 2 shows schematically the pump of FIG. 1 during a first
  • FIG. 3 shows schematically the pump according to FIG. 1 during a second process step of the pumping operation
  • Fig. 4 shows schematically the pump of FIG. 1 during a third
  • a pump 1 is outlined, with only the relevant here essential components are shown.
  • the pump 1 works according to the displacement principle. It has a housing 4 which extends in a conveying direction F, in which a fluid, for. As water is promoted. In this case, the housing 4 extends substantially from a suction region 2 to a delivery region. In the suction area 2, fluid is sucked into the pump 1 and pressurized, the fluid then being discharged in the discharge area 3 under increased pressure.
  • the central component of the pump 1 is a rotor 6, which can rotate about an axis of rotation 5, which is perpendicular to the plane in the figures. Not shown is a motor with which the rotor 6 can be rotated.
  • the rotor 6 has a through hole 7, which extends transversely and centrally through the rotor 6 and which is perpendicular to the axis of rotation 5. Accordingly, the bore 7 extends in the direction of the bore longitudinal axis L.
  • a piston member 8 is arranged in the form of a ball.
  • a permanent magnet is integrated in the ball 8 in the ball 8.
  • the circular diameter of this circular path is about half the diameter of the rotor 6.
  • the magnets 9, 9 ', 9 ", ... are - like the ball 8 - designed as permanent magnets.
  • the magnets 9, 9 ', 9 ", ... exert on the ball 8 a magnetic attraction, ie the ball 8 is attracted by the magnets 9, 9', 9", ....
  • the magnet 8, 9 ', 9 ", ... which is closest to the ball 8, exercises the dominant attractive force.
  • the rotor 6 has in its uppermost and lowermost region only a small distance from the wall of the housing 4, which is shown greatly exaggerated in Fig. 1. Therefore, there is a sealing gap 10 or 1 1 at the two locations mentioned, so that hardly any fluid can flow from the intake area 2 to the discharge area 3 here. Rather, the sites marked 10 and 11 are to be regarded as sealed sites.
  • FIG. 1 The total of 16 discrete magnets 9, 9 ', 9 ",..., To be recognized in FIG. 1 are not shown in FIGS. 2 to 5 for the sake of clarity, but only the circular path 14 along which the magnets 9, 9', 9 ", ... are arranged.
  • the rotor 6 is shown in FIG. 2 in a starting position, ie the bore 7 extends in the longitudinal direction of the pump 1 from the intake 2 to the delivery area 3.
  • the ball 8 closes the bore 7, the ball 8 from the next magnet.
  • 9 * (see Fig. 1) is tightened and held in position due to the magnetic force.
  • the rotor is driven counterclockwise by the drive means, not shown.
  • FIG. 3 shows, for a second process status, that the rotor 6 has been rotated by the angle in comparison to the basic position according to FIG. 2.
  • the magnets 9, 9 ', 9 ", ... pulled the ball 8 further in the direction of the bore longitudinal axis L, so that now a translational displacement x (see FIG L, which is located in the region of the bore above the ball 8, is therefore pushed out in the direction of the discharge area 3, while the growing volume of the bore 7 between the bottom left entry into the bore 7 and the ball 8 fluid from the intake 2 is sucked into the bore 7.
  • the flow of fluid is indicated by arrows.
  • FIG. 4 for a third process status upon rotation of the rotor 6 with respect to the initial position shown in FIG. 2 by the angle ß - the ball 8 of the magnets 9, 9 ', 9 ", ... in the direction Hole end pulled until in the position shown in Fig. 4, the magnet 9 ** (see Fig. 1) holds the ball 8 in position.
  • the oscillation frequency of the ball 8 in the bore 7 corresponds to twice the rotational frequency of the rotor 6.
  • the cylindrical inner surface of the bore 7 is provided with a hard material layer, so that there is a high abrasion resistance.
  • a magnet of rare earth is arranged in the embodiment.
  • discrete magnets 9, 9 ', 9 ", ... are provided, and of course a ring magnet can also be used.
  • the use of a ring magnet can prove more favorable and in particular make the guiding properties of the piston element more uniform.

Landscapes

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  • Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe (1) zum Fördern eines Fluids von einem Ansaugbereich (2) in einem Abgabebereich (3), die ein Gehäuse (4) aufweist sowie mindestens einen im Gehäuse (4) um eine Drehachse (5) drehbar angeordneten Rotor (6), der von einem Antriebselement angetrieben werden kann. Um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, ist die erfindungsgemäße Pumpe dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) von einer Bohrung (7) durchsetzt ist, dass in der Bohrung (7) ein Kolbenelement (8) angeordnet ist, das sich in Bohrungslängsachse (L) bewegen kann, und dass im Gehäuse (4) ortsfest eine Anzahl von Magneten (9, 9', 9",...) oder ein Ringmagnet angeordnet ist, wobei die Magneten oder der Ringmagnet auf das Kolbenelement (8) eine magnetische Anziehungskraft ausüben bzw. ausübt, wobei die Magneten (9, 9', 9 ",...) oder der Ringmagnet so im Gehäuse (4) platziert sind bzw. ist, dass bei Drehung des Rotors (6) um die Drehachse (5) das Kolbenelement infolge der magnetischen Anziehungskraft in der Bohrung (7) eine oszillierende Bewegung (O) ausübt.

Description

Pumpe
Die Erfindung betrifft eine Pumpe zum Fördern eines Fluids von einem Ansaugbereich in einem Abgabebereich, die ein Gehäuse aufweist sowie mindestens einen im Gehäuse um eine Drehachse drehbar angeordneten Rotor, der von einem Antriebselement angetrieben werden kann.
Pumpen dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie werden beispielsweise in Heizungsanlagen eingesetzt, um Wasser durch den Heizkreislauf zu pumpen. Zumeist werden namentlich für die genannte Anwendung Zentrifugalpumpen eingesetzt.
Unter Gesichtspunkten der Energieeffizienz haben sich diese Pumpen allerdings als nachteilig erwiesen. Bei typischer Geschwindigkeit und Flussrate beträgt der hydraulische Wirkungsgrad zumeist nicht mehr als 35 %. Der Grund hierfür ist die Rezirkulation, mit der Zentrifugalpumpen arbeiten, um den nötigen Druckaufbau zu erzielen. Die dabei entstehenden Verluste wirken sich bei einer geringen Pumpengröße, wie sie für Anwendungen im Heizungsbau typisch sind, überproportional aus.
Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es weiterhin erforderlich, die Pumpe kostengünstig herstellen zu können, da sie in sehr hoher Stückzahl benötigt wird. Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, eine Pumpe der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass der hydraulische Wirkungsgrad erhöht werden kann, wobei eine kostengünstige Fertigungsmöglichkeit bestehen soll. Damit soll die Pumpe insbesondere, aber nicht ausschließlich, im Bereich des Heizungsbaus vorteilhaft einsetzbar sein.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Rotor von einer Bohrung durchsetzt ist, dass in der Bohrung ein Kolbenelement angeordnet ist, das sich in Bohrungslängsachse bewegen kann, und dass im Gehäuse ortsfest eine Anzahl von Magneten oder ein Ringmagnet angeordnet ist, wobei die Magneten oder der Ringmagnet auf das Kolbenelement eine magnetische Anziehungskraft ausüben bzw. ausübt, wobei die Magneten oder der Ringmagnet so im Gehäuse platziert sind bzw. ist, dass bei Drehung des Rotors um die Drehachse das Kolbenelement infolge der magnetischen Anziehungskraft in der Bohrung eine oszillierende Bewegung ausübt.
Demgemäß bewegen die Magneten das Kolbenelement bei Rotation des Rotors in Richtung der Längsachse der Bohrung; diese oszillierende Bewegung wird zur Förderung des Fluids und dessen Unterdrucksetzung genutzt.
Das Kolbenelement ist dabei bevorzugt eine Kugel. Das Kolbenelement ist dabei bevorzugt ein Magnet oder es weist zumindest einen Magneten auf.
Das Kolbenelement (d. h. vorzugsweise die Kugel) ist dabei bevorzugt so in der Bohrung toleriert, dass bei der translatorischen Verschiebung des Kolbenelements in der Bohrung sich in der Bohrung befindliches Fluid aus der Bohrung heraus verdrängt bzw. in die Bohrung eingesaugt wird.
Die Bohrung verläuft vorteilhafter Weise im Rotor senkrecht zur Drehachse des Rotors.
Zwischen dem Gehäuse und dem Rotor sind bevorzugt an zwei sich gegenüberliegenden Stellen des Rotors je eine Dichtung angeordnet oder ausgebildet. Die Dichtung wird dabei bevorzugt durch eine Engstelle zwischen Rotor und Gehäuse gebildet. Zwischen den Dichtstellen und dem Ansaugbereich kann ein Strömungskanal für anzusaugendes Fluid ausgebildet sein. Entsprechend kann zwischen den Dichtstellen und dem Abgabebereich ein Strömungskanal für abzugebendes Fluid ausgebildet sein. Die Magnete, die die Bewegung des Kolbenelements in der Bohrung steuern, sind bevorzugt entlang einer geschlossenen Kurvenbahn im Gehäuse angeordnet; bevorzugt ist die Kurvenbahn eine Kreisbahn. Alternativ zu einer Anzahl diskreter Magnete kann auch ein Ringmagnet eingesetzt werden. Die Magnete bzw. der Ringmagnet sind bzw. ist bevorzugt als Permanent- magnet/e ausgebildet.
Der Durchmesser der Bohrung ist vorzugsweise um einen Betrag zwischen 0,05 mm und 0,3 mm, vorzugsweise zwischen 0, 1 mm und 0,2 mm, größer als der Durchmesser des Kolbenelements, insbesondere der Kugel.
Die Innenoberfläche der Bohrung ist besonders bevorzugt mit einer Hartstoffschicht versehen, um die Verschleißbeständigkeit der Bohrungsoberfläche zu erhöhen. Es können im Rotor auch mehrere, insbesondere über dem Umfang versetzt angeordnete Bohrungen vorgesehen sein, in denen jeweilige Kolbenelemente angeordnet sind. Die vorgeschlagene Konzeption der Pumpe hat zur Folge, dass ein sehr viel höherer hydraulischer Wirkungsgrad erreicht werden kann, als es bei Zentrifugalpumpen der Fall ist. Durch das vorgeschlagene Verdrängerprinzip kann ein Wirkungsgrad bis zu 80 % erreicht werden. Der relativ einfache Aufbau erlaubt des weiteren eine kostengünstige Herstellung, so dass auch große Lose an Pumpen wirtschaftlich herstellbar sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Pumpe, wobei die Pumpe in geschnittener Ansicht skizziert ist und wobei nur die im Zusammenhang mit der Erfindung wichtigen Bauelemente dar- gestellt sind,
Fig. 2 schematisch die Pumpe gemäß Fig. 1 während eines ersten
Prozessschritts des Pumpvorgangs, Fig. 3 schematisch die Pumpe gemäß Fig. 1 während eines zweiten
Prozessschritts des Pumpvorgangs,
Fig. 4 schematisch die Pumpe gemäß Fig. 1 während eines dritten
Prozessschritts des Pumpvorgangs und Fig. 5 schematisch die Pumpe gemäß Fig. 1 während eines vierten Prozessschritts des Pumpvorgangs. In Fig. 1 ist eine Pumpe 1 skizziert, wobei nur die hier interessierenden wesentlichen Bauelemente dargestellt sind. Die Pumpe 1 arbeitet nach dem Verdrängerprinzip. Sie hat ein Gehäuse 4, das sich in eine Förderrichtung F erstreckt, in der ein Fluid, z. B. Wasser, gefördert wird. Dabei erstreckt sich das Gehäuse 4 im wesentlichen von einem Ansaugbereich 2 bis zu einem Abgabebereich. Im Ansaugbereich 2 wird Fluid in die Pumpe 1 gesaugt und unter Druck gesetzt, wobei das Fluid dann im Abgabebereich 3 unter erhöhtem Druck abgegeben wird.
Zentrales Bauteil der Pumpe 1 ist ein Rotor 6, der um eine Drehachse 5 drehen kann, die senkrecht auf der Zeichenebene in den Figuren steht. Nicht dargestellt ist ein Motor, mit dem der Rotor 6 drehangetrieben werden kann.
Der Rotor 6 weist eine durchgehende Bohrung 7 auf, die sich quer und zentral durch den Rotor 6 erstreckt und die senkrecht auf der Drehachse 5 steht. Demgemäß erstreckt sich die Bohrung 7 in Richtung der Bohrungslängsachse L. In der Bohrung 7 ist ein Kolbenelement 8 in Form einer Kugel angeordnet. In die Kugel 8 ist ein Permanentmagnet integriert.
Oberhalb der Mitte des Rotors 6 ist eine Anzahl Magnete 9, 9', 9", ... ortsfest im Gehäuse 4 angeordnet, und zwar so, dass die Magnete 9, 9', 9", ... entlang einer Kreisbahn (s. Bezugsziffer 14 in den Figuren 2 bis 5) angeordnet sind. Der Kreisdurchmesser dieser Kreisbahn beträgt etwa die Hälfte des Durchmessers des Rotors 6. Die Magnete 9, 9', 9", ... sind - wie die Kugel 8 - als Permanentmagnete ausgeführt. Die Magnete 9, 9', 9", ... üben auf die Kugel 8 eine magnetische Anziehungskraft aus, d. h. die Kugel 8 wird von den Magneten 9, 9', 9", ... angezogen. Dabei übt natürlich der der Kugel 8 jeweils nächstliegende Magnet 9, 9', 9", ... die dominierende Anziehungskraft aus.
Der Rotor 6 hat in seinem obersten und untersten Bereich nur einen geringen Abstand zur Wandung des Gehäuses 4, der in Fig. 1 stark übertrieben dargestellt ist. Daher liegt an den beiden genannten Stellen ein Dichtspalt 10 bzw. 1 1 vor, so dass hier kaum Fluid vom Ansaugbereich 2 zum Abgabebereich 3 überströmen kann. Die mit 10 und 1 1 markierten Stellen sind vielmehr als abgedichtete Stellen zu betrachten.
Hierdurch ergibt sich ein Strömungskanal 12 für angesaugtes Fluid vom Ansaugbereich 2 zum Rotor 6 und ein Strömungskanal 13 für abzugebendes Fluid vom Rotor 6 zum Abgabebereich 3.
Bewegt sich die Kugel 8 translatorisch in der Bohrung hin und her, d. h. vollzieht sie eine oszillierende Bewegung O, kommt es aufgrund der relativ engen (Spiel-)Passung zwischen Kugeldurchmesser und Bohrungsdurchmesser zu einem Fördern des Fluids aus der Bohrung 7 heraus. Dabei wird - wie später zu sehen sein wird - im linken Bereich der Pumpe 1 bei Rotation des Rotors 6 gegen den Uhrzeigersinn Fluid vom Ansaugbereich 2 über den Strömungskanal 12 abgesaugt und in den Strömungskanal 13 zum Abgabebereich 3 gefordert. Der Außendurchmesser d der Kugel ist dabei bevorzugt ca. 0, 1 bis 0,2 mm kleiner als der Durchmesser D der Bohrung 7. In den Figuren 2 bis 5 ist der sequentielle Ablauf des Pumpvorgangs skizziert. An den Prozessschritt gemäß Fig. 5 schließt sich wieder der gemäß Fig. 2 an und der Prozess wiederholt sich entsprechend. Die in Fig. 1 zu erkennenden insgesamt 16 diskreten Magnete 9, 9', 9", ... sind in den Figuren 2 bis 5 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt, sondern nur die Kreisbahn 14, entlang der die Magnete 9, 9', 9", ... angeordnet sind. In einem ersten Prozessschritt steht der Rotor 6 gemäß Fig. 2 in einer Ausgangsstellung, d. h. die Bohrung 7 erstreckt sich in Längsrichtung der Pumpe 1 vom Ansaugbereich 2 zum Abgabebereich 3. Die Kugel 8 verschließt die Bohrung 7, wobei die Kugel 8 vom nächsten Magneten 9* (s. Fig. 1) angezogen und aufgrund der Magnetkraft in Position gehalten wird.
Zum Pumpen von Fluid wird der Rotor in Gegenuhrzeigerrichtung von den nicht dargestellten Antriebsmitteln angetrieben.
In Fig. 3 ist für einen zweiten Prozessstatus zu sehen, dass im Vergleich zur Grundstellung gemäß Fig. 2 der Rotor 6 um den Winkel gedreht wurde. Die Magneten 9, 9', 9", ... zogen dabei die Kugel 8 in Richtung der Bohrungslängsachse L weiter, so dass für den Drehwinkel α des Rotors 6 jetzt eine translatorische Verschiebung x (s. Fig. 3) in Richtung der Bohrungslängsachse L erfolgte. Fluid, das sich im Bereich der Bohrung oberhalb der Kugel 8 befindet, wird daher in Richtung Abgabebereich 3 herausgedrückt, während durch das wachsende Volumen der Bohrung 7 zwischen dem links unten liegenden Eintritt in die Bohrung 7 und der Kugel 8 Fluid vom Ansaugbereich 2 in die Bohrung 7 angesaugt wird. Der Fluss von Fluid ist durch Pfeile angedeutet. Bei weiterer Drehung - gemäß Fig. 4 für einen dritten Prozessstatus bei Drehung des Rotors 6 gegenüber der Ausgangslage gemäß Fig. 2 um den Winkel ß - wird die Kugel 8 von den Magneten 9, 9', 9", ... weiter in Richtung Bohrungsende gezogen, bis in der in Fig. 4 gezeigten Stellung der Magnet 9** (s. Fig. 1) die Kugel 8 in Position hält.
Bei weiterer Drehung um den Winkel γ gemäß Fig. 5 für einen vierten Prozessstatus wird die Kugel 8 wieder in der Bohrung 7 zurückbewegt, da die Kugel 8 wiederum dem Verlauf der Kreisbahn 14 folgt und von dem entsprechenden Magneten (in Fig. 5 etwa von dem Magneten 9***, s. Fig. 1) in Position gehalten wird. Durch die Rückbewegung der Kugel 8 wird in die links oben liegende Bohrungsöffnung Fluid vom Ansaugbereich 2 über den Strömungskanal 12 eingesaugt und aus der rechts unten liegenden Bohrungsöffnung unter erhöhtem Druck über den Strömungskanal 13 zum Abgabebereich 3 aus der Bohrung 7 ausgetragen. Der Fluss des Fluids ist wiederum mit Pfeilen angedeutet.
Bei weiterer Drehung des Rotors 6 (bis zum Erreichen eines Winkels γ von 180°) wird der Ausgangszustand gemäß Fig. 2 wieder erreicht und der Prozess gemäß der Figuren 2 bis 5 wiederholt sich.
Wie sich aus der erläuterten Betriebsweise ergibt, entspricht die Oszillationsfrequenz der Kugel 8 in der Bohrung 7 der doppelten Drehfrequenz des Rotors 6.
Da über die übertrieben weit dargestellten Dichtungsspalte 10, 1 1 keine nennenswerte Fluidströmung erfolgen kann, wird eine signifikante Druckerhöhung bei dem beschriebenen Pumpvorgang erreicht. Der Druckaufbau kann problemlos bis zu 0,5 bar erreichen, zumeist wird für den Anwendungszweck im Heizungsbau indes kaum mehr als ein Druckaufbau von 0,2 bis 0,3 bar benötigt. Bei üblicher Betriebsweise werden maximale Oszillationsgeschwindigkeiten der Kugel 8 in der Bohrung 7 zwischen 0,5 und 2 m/s erreicht.
Da die Kugel 8 also in der Bohrung 7 mit relativ hoher Frequenz oszilliert, ist ein reibungsarmer und verschleißarmer Lauf der Kugel in der Bohrung wichtig. Demgemäß ist die zylindrische Innenoberfläche der Bohrung 7 mit einer Hartstoffschicht versehen, so dass eine hohe Abriebs- bzw. Verschleißresistenz besteht.
Gleichzeitig kann sich durch entsprechende Wahl der Beschichtung und auch der Kugel ein geringer Reibungskoeffizient zwischen Kugel und Bohrungsoberfläche erzielen lassen.
In der Kugel 8 ist im Ausführungsbeispiel ein Magnet aus seltener Erde angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind diskrete Magnete 9, 9', 9", ... vorgesehen. Genauso kann natürlich auch ein Ringmagnet eingesetzt werden. Der Einsatz eines Ringmagnets kann sich günstiger erweisen und insbesondere die Führungseigenschaften des Kolbenelements gleichmäßiger gestalten. Bezugszeichenliste;
1 Pumpe
2 Ansaugbereich
3 Abgabebereich
4 Gehäuse
5 Drehachse
6 Rotor
7 Bohrung
8 Kolbenelement (Kugel)
9 Magnet / Ringmagnet
9' Magnet
9" Magnet
10 Dichtung / Dichtspalt
1 1 Dichtung / Dichtspalt
12 Strömungskanal
13 Strömungskanal
14 Kurvenbahn (Kreisbahn)
F Förderrichtung
L Bohrungslängsachse
O oszillierende Bewegung
D Durchmesser der Bohrung
d Durchmesser des Kolbenelements (der Kugel)

Claims

Patentansprüche:
1. Pumpe (1) zum Fördern eines Fluids von einem Ansaugbereich (2) in einem Abgabebereich (3), die ein Gehäuse (4) aufweist sowie mindestens einen im Gehäuse (4) um eine Drehachse (5) drehbar angeordneten Rotor (6), der von einem Antriebselement angetrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (6) von einer Bohrung (7) durchsetzt ist, dass in der Bohrung (7) ein Kolbenelement (8) angeordnet ist, das sich in Bohrungslängsachse (L) bewegen kann, und dass im Gehäuse (4) ortsfest eine Anzahl von Magneten (9, 9', 9", ...) oder ein Ringmagnet angeordnet ist, wobei die Magneten oder der Ringmagnet auf das Kolbenelement (8) eine magnetische Anziehungskraft ausüben bzw. ausübt, wobei die Magneten (9, 9', 9", ...) oder der Ringmagnet so im Gehäuse (4) platziert sind bzw. ist, dass bei Drehung des Rotors (6) um die Drehachse (5) das Kolbenelement infolge der magnetischen Anziehungskraft in der Bohrung (7) eine oszillierende Bewegung (O) ausübt.
Pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (8) eine Kugel ist.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (8) ein Magnet ist oder einen Magneten aufweist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement (8) so in der Bohrung (7) toleriert ist, dass bei der translatorischen Verschiebung des Kolbenelements (8) in der Bohrung (7) sich in der Bohrung (7) befindliches Fluid aus der Bohrung (7) heraus verdrängt wird.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (7) im Rotor (6) senkrecht zur Drehachse (5) des Rotors (6) verläuft.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (4) und dem Rotor (6) an zwei sich gegenüberliegenden Stellen des Rotors (6) je eine Dichtung (10, 1 1) angeordnet oder ausgebildet ist.
7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (10, 1 1) durch eine Engstelle zwischen Rotor (6) und Gehäuse (4) gebildet wird.
8. Pumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Dichtstellen (10, 1 1 ) und dem Ansaugbereich (2) ein Strömungskanal (12) für anzusaugendes Fluid ausgebildet ist.
9. Pumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Dichtstellen (10, 1 1) und dem Abgabebereich (3) ein Strömungskanal (13) für abzugebendes Fluid ausgebildet ist.
10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (9, 9', 9", ...) entlang einer geschlossenen Kurvenbahn ( 14) im Gehäuse (4) angeordnet sind.
1 1. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (14) eine Kreisbahn ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (9, 9', 9", ...) Permanentmagnete sind oder dass der Ringmagnet ein Permanentmagnet ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) der Bohrung (7) um einen Betrag zwischen 0,05 mm und 0,3 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 0,2 mm, größer ist als der Durchmesser (d) des Kolbenelements (8), insbesondere der Kugel (8).
14. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche der Bohrung (7) mit einer Hartstoffschicht versehen ist.
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