WO2017071888A1 - AUßENZAHNRADPUMPE FÜR EIN ABWÄRMERÜCKGEWINNUNGSSYSTEM - Google Patents

AUßENZAHNRADPUMPE FÜR EIN ABWÄRMERÜCKGEWINNUNGSSYSTEM Download PDF

Info

Publication number
WO2017071888A1
WO2017071888A1 PCT/EP2016/072590 EP2016072590W WO2017071888A1 WO 2017071888 A1 WO2017071888 A1 WO 2017071888A1 EP 2016072590 W EP2016072590 W EP 2016072590W WO 2017071888 A1 WO2017071888 A1 WO 2017071888A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
external gear
bearing surface
pump
shaft
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/072590
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ruehle
Jakob Branczeisz
Matthias RIEDLE
Klaus Bergmann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2017071888A1 publication Critical patent/WO2017071888A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/02—Arrangements of bearings
    • 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
    • F04C13/001—Pumps for particular liquids
    • 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
    • F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/086—Carter
    • 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
    • F04C2240/50—Bearings
    • F04C2240/56—Bearing bushings or details thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/08—Thermoplastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/12—Polyetheretherketones, e.g. PEEK

Definitions

  • the present invention relates to an external gear pump, in particular embodied as a feed fluid pump of a waste heat recovery system of an internal combustion engine.
  • Fluid delivery pumps are widely known from the prior art, for example as external gear pumps from the published patent application DE 10 2009 045 030 A1.
  • the external gear pump according to the invention in particular used as a feed fluid pump of a waste heat recovery system, has the advantage that it can be used on the one hand in aggressive media, but on the other hand also has a very smooth running.
  • the external gear pump comprises a pump housing.
  • Pump housing are arranged a first gear and a second gear meshing with each other.
  • the first gear is arranged on a first shaft and the second gear on a second shaft.
  • the first shaft is radially supported by a first bearing surface and the second shaft by a second
  • the two bearing surfaces can be manufactured to each other in very tight tolerances, for example, in terms of their coaxiality. As a result, a smooth running and low wear is achieved.
  • the bearing glasses made of a thermoplastic material, preferably made of PEEK.
  • thermoplastics are very resistant to aggressive media. Furthermore, plastics do not corrode. The life of the external gear pump is thereby increased.
  • thermoplastic materials are therefore very suitable.
  • a stop surface is formed on the bearing glasses.
  • the abutment surface cooperates in the axial direction of the first shaft with the first gear and the second gear.
  • the two gears, or the respective composite of shaft and gear are also supported by the bearing glasses axially in one direction. An additional thrust bearing for the waves is thus eliminated.
  • the bearing gland is pressed into the pump housing.
  • this is a very cost effective and solid connection between the Pump housing and the bearing glasses.
  • the bearing glasses with very tight tolerances, especially with respect to the two bearing surfaces, be positioned within the pump housing.
  • the connection to other parts, for example to drive the external gear pump, can be carried out very accurately. High smoothness, low wear and increase in service life are the result.
  • the first wave is through a first
  • Secondary bearing surface are arranged on the first bearing surface and the second bearing surface opposite side of the gears.
  • the shafts are mounted radially on both sides of the gears.
  • the transverse forces of the meshing gears are thus absorbed by two radial bearings per gear.
  • the two waves are arranged parallel to each other.
  • Secondary bearing surface formed on another bearing glasses is analogous to the design of the bearing glasses.
  • the production of the two bearing glasses is characterized very cost effective, since the number of identical parts is increased.
  • the second bearing goggles made of a thermoplastic material for example PEEK, are also designed and pressed into the pump housing.
  • the first bearing goggles made of a thermoplastic material for example PEEK
  • the further stop surface acts in the axial direction the first shaft with the first gear and the second gear together.
  • the two gears, or the respective composite of shaft and gear are also axially supported by the further bearing glasses in a further direction.
  • the axial bearing by the further stop surface is preferably carried out in the opposite direction to the axial bearing by the stop surface.
  • the respective composite of shaft and gear is thus statically determined stored.
  • Gear pumps especially external gear pumps, are very suitable for use in waste heat recovery systems of internal combustion engines. Therefore, the external gear pump according to the invention is very advantageously usable in a waste heat recovery system.
  • Waste heat recovery system comprises a working medium leading circuit, wherein the circuit in the flow direction of the working medium comprises a feed fluid pump, an evaporator, an expansion machine and a condenser.
  • the feed fluid pump is designed as an external gear pump with the features described above.
  • the external gear pump has a robust design and a cost-effective production.
  • a bearing glasses in particular for a
  • the bearing glasses is integral and made of PEEK.
  • the bearing glasses essentially has the shape of an eight.
  • the two holes are arranged parallel to each other. In a simple manner, a very tightly tolerated positioning of the two bearing surfaces relative to one another can thereby be realized.
  • Fig. 1 is an external gear pump in exploded view, with only the
  • Fig. 4 shows schematically a waste heat recovery system.
  • an external gear pump 1 according to the invention is in one
  • the external gear pump 1 includes a
  • Pump housing 2 a cover 3 and a bottom flange 4.
  • the cover 4 and the bottom flange 4 are clamped together with the interposition of the pump housing 2 by four screws 5.
  • the pump housing 2, the cover 3 and the bottom flange 4 define a housing interior. 6
  • the first gear 1 1 is mounted on a first shaft 21 and the second gear 12 on a first shaft 21 parallel to the second shaft 22.
  • the first shaft 21 serves as a drive shaft and is connected to a drive, not shown, for example, a crankshaft of an internal combustion engine , For this purpose, the first shaft 21 protrudes through the bottom flange. 4
  • the two shafts 21, 22 each protrude through their associated gear 1 1, 12 and are firmly connected thereto. On both sides of the gears 1 1, 12, the shafts 21, 22 are mounted.
  • the storage is carried out by two bearing glasses 30, 40, wherein the bearing glasses 30, 40 in the
  • Housing interior 6 are arranged: a bearing glasses 30 is disposed adjacent to the bottom flange 4 and another bearing glasses 40 adjacent to Cover 3.
  • the bearing glasses 30 supports the two shafts 21, 22 on the drive side and the other bearing glasses 40 on the opposite side of the gears 1 1, 12th
  • the two bearing glasses 30, 40 each have a radial bearing function and a thrust bearing function, wherein the thrust bearing function of the two bearing glasses 30, 40 is directed opposite to each other.
  • the bearing glasses 30 on the front side a stop surface 31 and the other bearing glasses 40 frontally another stop surface 42. Both stop surfaces 31, 42 cooperate with two gears 1 1, 12 together.
  • the stop surface 31 supports both gears 1 1, 12 oriented in the axial direction to the bottom flange 4; the further stop surface 42 supports both gears 1 1, 12 oriented in the axial direction to the lid 3.
  • the two shafts can be supported only by a single bearing glasses 30, preferably on the drive side with respect to the gears 1 1, 12.
  • a single bearing glasses 30 preferably on the drive side with respect to the gears 1 1, 12.
  • the second stop surface 42 could then be formed on the cover 3 as a substitute.
  • the bearing glasses 30, 40 has two holes.
  • the lateral surface of the first bore forms a first bearing surface 35, 45 for supporting the first shaft 21.
  • the lateral surface of the second bore forms a second bearing surface 36, 46 for supporting the second shaft 22.
  • the bearing surfaces 35, 36, 45, 46 may be formed slightly convex both cylindrical and in the axial direction.
  • both bores are arranged parallel to each other.
  • the bearing glasses 30, 40 substantially in the form of a pair of glasses or the shape of an eight.
  • the bearing glasses 30 performs the function of a primary bearing for both shafts 1 1, 12.
  • the first bearing surface 35 for supporting the first shaft 1 1 and the second bearing surface 36 for supporting the second shaft 12 are formed.
  • the additional bearing glasses 40 fulfills the function of a secondary bearing for both shafts 1 1, 12. At the other bearing glasses 40 are a first
  • Secondary bearing surface 45 for supporting the first shaft 1 1 and a second secondary bearing surface 46 for supporting the second shaft 12 is formed.
  • FIG 3 shows a cross section through a bearing glasses 30, 40.
  • the reference numerals 30, 35, 36 apply to the bearing glasses 30 and the reference numerals 40, 45, 46 apply to the further bearing glasses 40.
  • the bearing glasses 30, 40 are made in one piece. That is, the bearing surfaces 35, 36 and the secondary bearing surfaces 45, 46 are made of the same material and belong to the same component.
  • the material is
  • thermoplastic material in particular PEEK (polyetheretherketone) to use. Due to the fact that the two bearing surfaces 35, 36 or
  • Secondary bearing surfaces 45, 46 are formed on a single component, their coaxiality can be performed in very small tolerances.
  • the waste heat recovery system 100 comprises a working medium leading circuit 100a, which includes a feed fluid pump 102, an evaporator 103, an expansion machine 104 and a condenser 105 in the flow direction of the working medium.
  • the working medium can be fed as needed via a branch line from a sump 101 and a valve unit 101a in the circuit 100a.
  • the collecting container 101 may alternatively be incorporated into the circuit 100a.
  • the evaporator 103 is connected to the exhaust pipe 111 of the internal combustion engine 110, thus uses the heat energy of the exhaust gas of the
  • Liquid working medium is conveyed by the feed fluid pump 102, possibly from the collecting container 101, into the evaporator 103 and vaporized there by the heat energy of the exhaust gas of the internal combustion engine 110.
  • the vaporized working medium is subsequently expanded in the expansion machine 104 with release of mechanical energy, for example to a generator, not shown, or to a transmission, not shown. Subsequently, the working medium in the condenser 105 is liquefied again and in the
  • Sump 101 returned or fed to the feed fluid pump 102.
  • Embodiments of the external gear pump 1 are very well suited for use as a feed fluid pump 102 within the waste heat recovery system 100 because the working fluid used there is very aggressive and the chemical resistance function of the feed fluid pump 102 is very important.
  • the chemical-resistant material of the bearing glasses 30, 40 protects the bearing glasses 30, 40 from corrosion and thereby prolongs the life of the bearing surfaces 35, 36 and secondary bearing surfaces 45, 46 and thus the life of the external gear pump 1, 102 or the entire
  • Waste heat recovery system 100

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Abstract

Außenzahnradpumpe (1), insbesondere als Speisefluidpumpe (102) eines Abwärmerückgewinnungssystems (100), wobei die Außenzahnradpumpe (1) ein Pumpengehäuse (2) umfasst. In dem Pumpengehäuse (2) sind ein erstes Zahnrad (11) und ein zweites Zahnrad (12) miteinander kämmend angeordnet. Das erste Zahnrad (11) ist auf einer ersten Welle (21) angeordnet und das zweite Zahnrad (12) auf einer zweiten Welle (22). Die erste Welle (21) ist durch eine erste Lagerfläche (35) radial gelagert und die zweite Welle (22) durch eine zweite Lagerfläche (36). Erfindungsgemäß sind die erste Lagerfläche (35) und die zweite Lagerfläche (36) an einer Lagerbrille (30) ausgebildet.

Description

Beschreibung Titel
Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssvstem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Außenzahnradpumpe, 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 2009 045 030 A1 .
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 Außenzahnradpumpe, insbesondere verwendet als eine Speisefluidpumpe eines Abwärmerückgewinnungssystems, hat demgegenüber den Vorteil, dass sie zum einen bei aggressiven Medien eingesetzt werden kann, zum anderen aber auch eine hohe Laufruhe aufweist. Dazu umfasst die Außenzahnradpumpe ein Pumpengehäuse. In dem
Pumpengehäuse sind ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad miteinander kämmend angeordnet. Das erste Zahnrad ist auf einer ersten Welle angeordnet und das zweite Zahnrad auf einer zweiten Welle. Die erste Welle ist durch eine erste Lagerfläche radial gelagert und die zweite Welle durch eine zweite
Lagerfläche. Erfindungsgemäß sind die erste Lagerfläche und die zweite
Lagerfläche an einer Lagerbrille ausgebildet.
Dadurch können die beiden Lagerflächen zueinander in sehr engen Toleranzen gefertigt werden, beispielsweise hinsichtlich ihrer Koaxialität. Demzufolge wird eine hohe Laufruhe und ein geringer Verschleiß erzielt.
Vorteilhafterweise ist die Lagerbrille aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgeführt, vorzugsweise aus PEEK. Viele thermoplastische Kunststoffe sind sehr resistent gegenüber aggressiven Medien. Weiterhin korrodieren Kunststoffe nicht. Die Lebensdauer der Außenzahnradpumpe wird dadurch erhöht.
Insbesondere in der Anwendung für Arbeitsmedien eines
Abwärmerückgewinnungssystems sind thermoplastische Kunststoffe daher sehr geeignet.
In vorteilhaften Ausführungen ist an der Lagerbrille eine Anschlagfläche ausgebildet. Die Anschlagfläche wirkt in axialer Richtung der ersten Welle mit dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad zusammen. Dadurch sind die beiden Zahnräder, bzw. der jeweilige Verbund aus Welle und Zahnrad, durch die Lagerbrille auch axial in einer Richtung gelagert. Ein zusätzliches Axiallager für die Wellen entfällt somit.
In vorteilhaften Ausführungen weisen die erste Lagerfläche und die zweite Lagerfläche in axialer Richtung eine konvexe bzw. ballige Kontur auf. Dadurch sind die beiden Wellen so gelagert, dass die maximalen Kontaktpressungen zwischen Welle und Lagerfläche minimiert werden, die festigkeitskritischen Kantenträger entfallen. Dementsprechend wird die Festigkeit der Lagerung erhöht und der Verschleiß verringert.
Vorteilhafterweise ist die Lagerbrille in das Pumpengehäuse eingepresst. Dies ist zum einen eine sehr kostengünstige und feste Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und der Lagerbrille. Zum anderen kann die Lagerbrille mit sehr engen Toleranzen, speziell bezüglich der beiden Lagerflächen, innerhalb des Pumpengehäuses positioniert werden. Die Verbindung zu weiteren Teilen, beispielsweise zum Antrieb der Außenzahnradpumpe, kann dadurch sehr exakt ausgeführt werden. Hohe Laufruhe, geringer Verschleiß und Erhöhung der Lebensdauer sind die Folge.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die erste Welle durch eine erste
Sekundärlagerfläche radial gelagert und die zweite Welle durch eine zweite Sekundärlagerfläche. Die erste Sekundärlagerfläche und die zweite
Sekundärlagerfläche sind auf der der ersten Lagerfläche und der zweiten Lagerfläche gegenüberliegenden Seite der Zahnräder angeordnet. Dadurch sind die Wellen jeweils beidseitig der Zahnräder radial gelagert. Die Querkräfte der kämmenden Zahnräder werden so durch je zwei Radiallager pro Zahnrad aufgenommen. Damit wird eine sehr gute Laufruhe der Außenzahnradpumpe erzielt. Vorzugsweise sind die beiden Wellen parallel zueinander angeordnet. Durch die Lagerung über die beiden Lagerflächen und die beiden
Sekundärlagerflächen wird somit ein sehr guter Parallellauf der beiden Wellen zueinander erzielt. Dadurch ist der Zahneingriff der beiden Zahnräder optimiert. Demzufolge ist die Fördereffizienz der Außenzahnradpumpe maximiert und die Leckage minimiert.
Vorteilhafterweise sind die erste Sekundärlagerfläche und die zweite
Sekundärlagerfläche an einer weiteren Lagerbrille ausgebildet. Vorzugsweise ist dabei die Bauart der weiteren Lagerbrille analog zur Bauart der Lagerbrille. Die Fertigung der beiden Lagerbrillen ist dadurch sehr kostengünstig, da die Anzahl der Gleichteile erhöht ist.
Entsprechend der oben genannten Vorteile ist auch die zweite Lagerbrille aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise PEEK, ausgeführt und in das Pumpengehäuse eingepresst. Ebenso weisen auch die erste
Sekundärlagerfläche und die zweite Sekundärlagerfläche in axialer Richtung eine konvexe Kontur auf. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist an der weiteren Lagerbrille eine weitere
Anschlagfläche ausgebildet. Die weitere Anschlagfläche wirkt in axialer Richtung der ersten Welle mit dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad zusammen. Dadurch sind die beiden Zahnräder, bzw. der jeweilige Verbund aus Welle und Zahnrad, durch die weitere Lagerbrille auch axial in einer weiteren Richtung gelagert. Die axiale Lagerung durch die weitere Anschlagfläche erfolgt dabei vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung zur axialen Lagerung durch die Anschlagfläche. Der jeweilige Verbund aus Welle und Zahnrad ist dadurch statisch bestimmt gelagert.
Zahnradpumpen, speziell Außenzahnradpumpen, eignen sich sehr gut für die Anwendung in Abwärmerückgewinnungssystemen von Brennkraftmaschinen. Daher ist die erfindungsgemäße Außenzahnradpumpe 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 Außenzahnradpumpe mit den vorhergehend beschriebenen Merkmalen ausgeführt.
Neben der hohen Chemikalienbeständigkeit weist die Außenzahnradpumpe eine robuste Bauart und eine kostengünstige Fertigung auf.
Erfindungsgemäß weist eine Lagerbrille, insbesondere für eine
Außenzahnradpumpe eines Abwärmerückgewinnungssystems, zwei Bohrungen auf. Die Mantelfläche der ersten Bohrung bildet eine erste Lagerfläche, und die Mantelfläche der zweiten Bohrung bildet eine zweite Lagerfläche. Vorzugsweise ist die Lagerbrille dabei einstückig und aus PEEK ausgeführt.
In vorteilhaften Ausführungen hat die Lagerbrille im Wesentlichen die Form einer Acht. Vorzugsweise sind die beiden Bohrungen dabei parallel zueinander angeordnet. Auf einfache Art und Weise kann dadurch eine sehr eng tolerierte Positionierung der beiden Lagerflächen zueinander realisiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Außenzahnradpumpe in Explosionsdarstellung, wobei nur die
wesentlichen Bereich dargestellt sind,
Fig. 2 eine Lagerbrille der Außenzahnradpumpe in perspektivischer Ansicht,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Lagerbrille,
Fig. 4 schematisch ein Abwärmerückgewinnungssystem.
Ausführungsformen der Erfindung
In Fig.1 ist eine erfindungsgemäße Außenzahnradpumpe 1 in einer
Explosionsdarstellung gezeigt. Die Außenzahnradpumpe 1 umfasst ein
Pumpengehäuse 2, einen Deckel 3 und einen Bodenflansch 4. Der Deckel 4 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 Gehäuseinnenraum 6.
In dem Gehäuseinnenraum 6 sind ein erstes Zahnrad 1 1 und ein zweites
Zahnrad 12 kämmend zueinander angeordnet. Das erste Zahnrad 1 1 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 1 1 , 12 und sind mit diesem fest verbunden. Beiderseits der Zahnräder 1 1 , 12 sind die Wellen 21 , 22 gelagert. Erfindungsgemäß erfolgt die Lagerung durch zwei Lagerbrillen 30, 40, wobei die Lagerbrillen 30, 40 in dem
Gehäuseinnenraum 6 angeordnet sind: eine Lagerbrille 30 ist benachbart zum Bodenflansch 4 angeordnet und eine weitere Lagerbrille 40 benachbart zum Deckel 3. Die Lagerbrille 30 lagert die beiden Wellen 21 , 22 antriebsseitig und die weitere Lagerbrille 40 auf der dazu gegenüberliegenden Seite der Zahnräder 1 1 , 12.
Die beiden Lagerbrillen 30, 40 haben jeweils eine Radiallagerfunktion und eine Axiallagerfunktion, wobei die Axiallagerfunktion der beiden Lagerbrillen 30, 40 zueinander entgegengesetzt gerichtet ist. 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 1 1 , 12 zusammen. Die Anschlagfläche 31 lagert beide Zahnräder 1 1 , 12 in der axialen Richtung zum Bodenflansch 4 orientiert; die weitere Anschlagfläche 42 lagert beide Zahnräder 1 1 , 12 in der axialen Richtung zum Deckel 3 orientiert.
In alternativen Ausführungen können die beiden Wellen auch nur durch eine einzige Lagerbrille 30 gelagert sein, vorzugsweise auf der Antriebsseite bezüglich der Zahnräder 1 1 , 12. Speziell bei Antrieben ohne nennenswerte Querkrafteinträge, beispielsweise über eine Oldham-Kupplung, kann die
Lagerung über eine einzige Lagerbrille 30 aufgrund der Bauraumersparnis vorteilhaft sein. Die zweite Anschlagfläche 42 könnte dann ersatzweise an dem Deckel 3 ausgebildet sein.
Fig.2 zeigt eine Lagerbrille 30, 40 in einer vergrößerten, perspektivischen Ansicht, wobei beide Lagerbrillen 30, 40 identisch ausgeführt sein können. Die Lagerbrille 30, 40 weist zwei Bohrungen auf. Die Mantelfläche der ersten Bohrung bildet eine erste Lagerfläche 35, 45 zur Lagerung der ersten Welle 21 . Die Mantelfläche der zweiten Bohrung bildet eine zweite Lagerfläche 36, 46 zur Lagerung der zweiten Welle 22. Die Lagerflächen 35, 36, 45, 46 können dabei sowohl zylindrisch als auch in axialer Richtung leicht konvex geformt sein.
Vorzugsweise sind beide Bohrungen parallel zueinander angeordnet.
Durch die Anordnung der beiden Bohrungen weist die Lagerbrille 30, 40 im Wesentlichen die Form einer Brille bzw. die Form einer Acht auf.
Weist die Außenzahnradpumpe 1 zwei Lagerbrillen 30, 40 auf so werden die Bezeichnungen folgendermaßen abgegrenzt: Die Lagerbrille 30 erfüllt die Funktion eines Primärlagers für beide Wellen 1 1 , 12. An der Lagerbrille 30 sind die erste Lagerfläche 35 zur Lagerung der ersten Welle 1 1 und die zweite Lagerfläche 36 zur Lagerung der zweiten Welle 12 ausgebildet.
Die weitere Lagerbrille 40 erfüllt die Funktion eines Sekundärlagers für beide Wellen 1 1 , 12. An der weiteren Lagerbrille 40 sind eine erste
Sekundärlagerfläche 45 zur Lagerung der ersten Welle 1 1 und eine zweite Sekundärlagerfläche 46 zur Lagerung der zweiten Welle 12 ausgebildet.
Fig.3 zeigt einen Querschnitt durch eine Lagerbrille 30, 40. Die Bezugszeichen 30, 35, 36 gelten dabei für die Lagerbrille 30 und die Bezugszeichen 40, 45, 46 gelten für die weitere Lagerbrille 40.
Erfindungsgemäß sind die Lagerbrillen 30, 40 einteilig gefertigt. Das heißt: die Lagerflächen 35, 36 bzw. die Sekundärlagerflächen 45, 46 sind aus demselben Material gefertigt und gehören zu demselben Bauteil. Das Material ist
vorteilhafterweise sehr chemikalienbeständig, insbesondere gegenüber Ethanol und Cyclopentan. Vorzugsweise ist als Material für beide Lagerbrillen 30, 40 ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere PEEK (Polyetheretherketon), zu verwenden. Dadurch, dass die beiden Lagerflächen 35, 36 bzw.
Sekundärlagerflächen 45, 46 an einem einzigen Bauteil ausgebildet sind, kann deren Koaxialität in sehr geringen Toleranzen ausgeführt werden.
Dementsprechend wird auch eine hohe Koaxialität zwischen der gelagerten ersten Welle 21 und der gelagerten zweiten Welle 22 erreicht. Verschleiß und Leckage der Außenzahnradpumpe 1 sind somit minimiert.
Weiterhin entfallen für die Außenzahnradpumpe 1 die üblicherweise verwendeten Lagerbuchsen, welche in die Lagerbrillen 30, 40 bzw. in das Pumpengehäuse 2 eingepresst werden.
Fig.4 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.
Erfindungsgemäß eignen sich die vorangehend beschriebenen
Ausführungsformen der Außenzahnradpumpe 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 Material der Lagerbrillen 30, 40 schützt die Lagerbrillen 30, 40 vor Korrosion und verlängert dadurch die Lebensdauer der Lagerflächen 35, 36 und Sekundärlagerflächen 45, 46 und somit auch die Lebensdauer der Außenzahnradpumpe 1, 102 bzw. des gesamten
Abwärmerückgewinnungssystems 100.

Claims

Ansprüche
Außenzahnradpumpe (1), insbesondere ausgeführt als Speisefluidpumpe (102) eines Abwärmerückgewinnungssystems (100), wobei die
Außenzahnradpumpe (1) ein Pumpengehäuse (2) umfasst, wobei in dem Pumpengehäuse (2) ein erstes Zahnrad (11) und ein zweites Zahnrad (12) kämmend miteinander angeordnet sind, wobei das erste Zahnrad (11) auf einer ersten Welle (21) angeordnet ist und wobei das zweite Zahnrad (12) auf einer zweiten Welle (22) angeordnet ist, wobei die erste Welle (21) durch eine erste Lagerfläche (35) radial gelagert ist und wobei die zweite Welle (22) durch eine zweite Lagerfläche (36) radial gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lagerfläche (35) und die zweite Lagerfläche (36) an einer Lagerbrille (30) ausgebildet sind.
Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Lagerbrille (30) eine Anschlagfläche (31) ausgebildet ist, wobei die Anschlagfläche (31) in axialer Richtung der ersten Welle (21) mit dem ersten Zahnrad (11) und dem zweiten Zahnrad (12) zusammenwirkt.
Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lagerbrille (30) aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgeführt ist, vorzugsweise aus PEEK.
Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Lagerfläche (35) und die zweite Lagerfläche (36) in axialer Richtung eine konvexe Kontur aufweisen.
5. Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lagerbrille (30) in das Pumpengehäuse (2) eingepresst ist.
6. Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Welle (21) durch eine erste Sekundärlagerfläche (45) radial gelagert ist und dass die zweite Welle (22) durch eine zweite
Sekundärlagerfläche (46) radial gelagert ist, wobei die erste
Sekundärlagerfläche (45) und die zweite Sekundärlagerfläche (46) auf der der ersten Lagerfläche (35) und der zweiten Lagerfläche (36) gegenüberliegenden Seite der Zahnräder (11, 12) angeordnet sind.
7. Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Sekundärlagerfläche (45) und die zweite Sekundärlagerfläche (46) an einer weiteren Lagerbrille (40) ausgebildet sind.
8. Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der weiteren Lagerbrille (40) eine weitere Anschlagfläche (42) ausgebildet ist, wobei die weitere Anschlagfläche (42) in axialer Richtung der ersten Welle (21) mit dem ersten Zahnrad (11) und dem zweiten Zahnrad (12) zusammenwirkt.
9. Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die weitere Lagerbrille (40) aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgeführt ist, vorzugsweise aus PEEK.
10. Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Sekundärlagerfläche (45) und die zweite Sekundärlagerfläche (46) in axialer Richtung eine konvexe Kontur aufweisen.
11. Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die weitere Lagerbrille (40) in das Pumpengehäuse (2) eingepresst ist.
12. Abwärmerückgewinnungssystem (100) mit einem ein Arbeitsmedium führenden Kreislauf (100a), wobei der Kreislauf (100a) in Flussrichtung des Arbeitsmediums eine Speisefluidpumpe (102), einen Verdampfer (103), eine Expansionsmaschine (104) und einen Kondensator (105) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Speisefluidpumpe (102) als Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt ist.
13. Lagerbrille (30, 40), insbesondere für eine Außenzahnradpumpe (1), mit zwei Bohrungen, wobei die Mantelfläche der ersten Bohrung eine erste Lagerfläche (35, 45) bildet und die Mantelfläche der zweiten Bohrung eine zweite Lagerfläche (36, 46).
14. Lagerbrille (30, 40) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbrille (30 ,40) im Wesentlichen die Form einer Acht hat.
PCT/EP2016/072590 2015-10-30 2016-09-22 AUßENZAHNRADPUMPE FÜR EIN ABWÄRMERÜCKGEWINNUNGSSYSTEM WO2017071888A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015221338.2A DE102015221338A1 (de) 2015-10-30 2015-10-30 Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
DE102015221338.2 2015-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017071888A1 true WO2017071888A1 (de) 2017-05-04

Family

ID=57123960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/072590 WO2017071888A1 (de) 2015-10-30 2016-09-22 AUßENZAHNRADPUMPE FÜR EIN ABWÄRMERÜCKGEWINNUNGSSYSTEM

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015221338A1 (de)
WO (1) WO2017071888A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019211540A1 (fr) 2018-05-04 2019-11-07 Exoes Pompe a engrenages pour la circulation d'un fluide

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016225883A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Zahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
DE102016225869A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-21 Robert Bosch Gmbh Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
DE102017216325A1 (de) 2017-09-14 2019-03-14 Robert Bosch Gmbh Zahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2929331A (en) * 1957-01-11 1960-03-22 Thompson Ramo Wooldridge Inc Temperature compensated bearings for gear pumps
GB2080424A (en) * 1980-07-11 1982-02-03 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag Gear pump
DE19914269A1 (de) * 1999-03-29 2000-10-19 Bosch Gmbh Robert Kupplung und Kraftstoffförderpumpe mit Kupplung
US20020159906A1 (en) * 2000-10-20 2002-10-31 Phallen Iver J. Sanitary design gear pump
WO2005079302A2 (en) * 2004-02-13 2005-09-01 Argo-Tech Corporation Low cost gear fuel pump
EP1614899A1 (de) * 2004-07-06 2006-01-11 Vivoil Oleodinamica Vivolo S.r.l. Buchse für die Aufnahme der Wellen einer Aussenzahnradmaschine
US20130259729A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Colfax Corporation Gear pump with asymmetrical dual bearing

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2848994A1 (de) * 1978-11-11 1980-05-22 Bosch Gmbh Robert Zahnradmaschine (pumpe oder hydromotor)
DE19528631C2 (de) * 1995-08-04 1998-07-23 Bosch Gmbh Robert Zahnradmaschine
DE102009045030A1 (de) 2009-09-25 2011-03-31 Robert Bosch Gmbh Zahnradpumpe mit Elektromotor
DE102013205648A1 (de) 2012-12-27 2014-07-03 Robert Bosch Gmbh System zur Energierückgewinnung aus einem Abwärmestrom einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2929331A (en) * 1957-01-11 1960-03-22 Thompson Ramo Wooldridge Inc Temperature compensated bearings for gear pumps
GB2080424A (en) * 1980-07-11 1982-02-03 Maag Zahnraeder & Maschinen Ag Gear pump
DE19914269A1 (de) * 1999-03-29 2000-10-19 Bosch Gmbh Robert Kupplung und Kraftstoffförderpumpe mit Kupplung
US20020159906A1 (en) * 2000-10-20 2002-10-31 Phallen Iver J. Sanitary design gear pump
WO2005079302A2 (en) * 2004-02-13 2005-09-01 Argo-Tech Corporation Low cost gear fuel pump
EP1614899A1 (de) * 2004-07-06 2006-01-11 Vivoil Oleodinamica Vivolo S.r.l. Buchse für die Aufnahme der Wellen einer Aussenzahnradmaschine
US20130259729A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Colfax Corporation Gear pump with asymmetrical dual bearing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019211540A1 (fr) 2018-05-04 2019-11-07 Exoes Pompe a engrenages pour la circulation d'un fluide

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015221338A1 (de) 2017-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017071888A1 (de) AUßENZAHNRADPUMPE FÜR EIN ABWÄRMERÜCKGEWINNUNGSSYSTEM
EP3237728B1 (de) Turbomaschine
WO2009037100A1 (de) Kraftstoffpumpe, insbesondere für ein kraftstoffsystem einer kolben-brennkraftmaschine
DE102016204199A1 (de) Zahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
DE202013103826U1 (de) Innenzahnradmaschine mit Füllstück-Rückhalteeinrichtung
DE3226069A1 (de) Pumpen- bzw. motoren-elemente oder aggregate
DE102007042460B3 (de) Kreiskolben-Wärmemotor-Vorrichtung
DE102017203003A1 (de) Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
DE102015224659A1 (de) Zahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
WO2019072677A1 (de) Aussenzahnradpumpe für ein abwärmerückgewinnungssystem
DE102016214823A1 (de) Außenzahnradmaschine
WO2018153605A1 (de) Zahnradpumpe für ein abwärmerückgewinnungssystem
WO2011029657A9 (de) Zahnradförderpumpe mit einer antriebswelle, einem antriebszahnrad und einem anzutreibenden zahnrad
WO2018028916A1 (de) AUßENZAHNRADMASCHINE
WO2018114080A1 (de) Zahnradpumpe für ein abwärmerückgewinnungssystem
WO2018019587A1 (de) AUßENZAHNRADPUMPE FÜR EIN ABWÄRMERÜCKGEWINNUNGSSYSTEM
DE102016216159A1 (de) Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
WO2018224200A1 (de) Zahnradpumpe für ein abwärmerückgewinnungssystem
EP3536961B1 (de) Dichtelement vakuumpumpe
DE102016225851A1 (de) Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
DE102016225859A1 (de) Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
DE102016225847A1 (de) Fluidpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssystem
WO2018114934A1 (de) Aussenzahnradpumpe für ein abwärmerückgewinnungssystem
DE102017216799A1 (de) Außenzahnradpumpe
DE202015103379U1 (de) Wasserhydraulische Maschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16779013

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16779013

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1