WO2018073006A1 - Zahnradpumpe für dosiersystem - Google Patents

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WO2018073006A1
WO2018073006A1 PCT/EP2017/075220 EP2017075220W WO2018073006A1 WO 2018073006 A1 WO2018073006 A1 WO 2018073006A1 EP 2017075220 W EP2017075220 W EP 2017075220W WO 2018073006 A1 WO2018073006 A1 WO 2018073006A1
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gear
pump
holding means
gear pump
gearwheel
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PCT/EP2017/075220
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Hans Eglmeier
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • 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
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    • F04C13/008—Pumps for submersible use, i.e. down-hole pumping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0007—Radial sealings for working fluid
    • F04C15/0019—Radial sealing elements specially adapted for intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
    • 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
    • F04C2220/00—Application
    • F04C2220/24—Application for metering throughflow

Definitions

  • the present invention relates to a gear pump for a metering system having a first gear and a second gear, wherein the first gear and the second gear are arranged in intermeshing.
  • Gear pumps in dosing systems are often complicated in structure and consist of many filigree individual parts with high accuracy requirements. This setup makes them expensive and error prone.
  • the pumps are usually used as submersible pumps, being withdrawn by a closed design of the possibility of cleaning or maintenance, especially by a user.
  • a household appliance with a pump arrangement for conveying a fluid wherein the pump arrangement comprises a housing with an inlet opening and an outlet opening, a drive shaft, a first gear, which is firmly connected to the drive shaft and into a first Rotary direction and in a second rotational direction of the drive shaft is rotatable, and a second gear which is displaceable relative to the first gear includes.
  • the second gear In the first direction of rotation, the second gear is in engagement with the first gear to convey the fluid from the inlet opening to the outlet opening.
  • a force is generated, which displaces the second gear for releasing the engagement.
  • a water-conducting domestic appliance which serves in particular as a laundry treatment appliance for washing and / or drying laundry.
  • the household appliance has a container, a feed line, via which liquids can be supplied to the container, and a drain and / or return line.
  • a pump unit is arranged, which serves for conveying liquids from the container via the drain and / or return line.
  • the pump unit has a gear pump.
  • a gear pump for a metering system having a first gear and a second gear, wherein the first gear and the second gear are arranged intermeshing, a holding means for holding the first gear and the second gear, wherein the holding means a sliding surface arranged radially with respect to the first gear and the second gear, which forms a sliding contact upon rotation of the first gear and the second gear with gear tips of the first gear and the second gear, wherein the radially arranged sliding surface has at least two Gleitlauf vomabête, which are respectively associated with the first gear and the second gear and their respective Gleitlaufde corresponds at least to the pitch of the gear.
  • the technical advantage is achieved, for example, that the dosing system can be realized in a very simple, robust and cost-effective design. This is done by only considering the mandatory functional areas. For example, dispenses with a special intake, since the metering is already provided as a submersible pump and thus each gear gap independently fills with fluid. Due to the fact that the sliding length corresponds at least to the pitch of the gears, at least one tooth of the gears is always in contact with the sliding surface. In the immediate consequence, fluid is continuously conveyed to the area of intermeshing of the two gears. By the intermeshing of the two gears again creates an overpressure, which can convey the fluid directly through an outlet to a desired location.
  • the entire dosing system is particularly easy to clean, since apart from the area of the meshing and the radial and axial sliding surfaces, the complete gear area is accessible from the outside.
  • the first gear, the second gear, the sliding surface and the holding means are arranged such that a hydraulically sealed space independent of a position of the gear tips of the first gear and the second gear is formed.
  • the Gleitlaufilia corresponds to at most twice the pitch of the gear.
  • the technical advantage is achieved that the efficiency of the dosing system is additionally increased.
  • the conveyance of the fluid to the sealed space is enhanced and a continuous flow of fluid out of the sealed space can be provided.
  • the dosing accuracy is improved.
  • the holding means In order to produce the holding means in a particularly simple and cost-effective manner, the holding means is U-shaped in a cross-sectional view. In addition to the production, the assembly is significantly simplified, since the dosing system can be produced from only three functional parts. These are the two gears and the retaining means including attachments.
  • the holding means forms a sliding surface axially opposite to the first gear and the second gear in the region of the intermeshing of the first gear and the second gear first gear and the second gear from a sliding contact.
  • the sliding contact acts instead as a seal and thus improves the continuity of the fluid flow.
  • the gear pump has an outlet channel, which is formed fluidly connected to the hydraulically sealed space.
  • the outlet channel may for example be connected directly to a dispensing nozzle and thus allows a user to remove the fluid directly from the sealed space via the outlet channel.
  • the holding means is integrally formed with the outlet channel as an integral component.
  • the technical advantage is achieved that the number of components is additionally reduced. This also facilitates the assembly of the dosing.
  • the holding means has elongated grooves to guide the first gear and the second gear. As a result, for example, the technical advantage is achieved that the position of each gear is not fixed to a specific location. This facilitates, for example, the assembly, since each gear can be easily introduced into the holding means.
  • the elongated grooves are oriented toward the hydraulically sealed space.
  • the gear pump has a return means, which is adapted to hold the first gear and the second gear in an end position of the elongated grooves.
  • a resilient pressure force of the gears is formed on the sliding surfaces.
  • relatively coarse dimensional tolerances of the gears and the holding means can be realized, without reducing the function of the metering system.
  • small fixed interfering objects are conveyed within the fluid easily and yielding the return means with the gears. This happens without an increased risk of damage or the risk of a system failure due to a blocked metering pump.
  • the return means is adapted to engage in engagement grooves of the first gear and the second gear.
  • the technical advantage is achieved, for example, that the gears are rotatably arranged without significant friction losses, but a resilient mobility of the gear axes within the elongated grooves is possible.
  • the effort for assembly is greatly reduced, since the return means only in the Engagement grooves must be clipped.
  • the holding means is U-shaped in a cross-sectional view, wherein the two legs of the holding means are conically formed to the sliding surface and the first gear and the second gear are formed corresponding thereto.
  • the gear pump has a screen structure to prevent foreign matter from entering the gear pump.
  • the technical advantage is achieved that solid objects or impurities in the fluid can be prevented from getting into the gears.
  • the first gear is formed connected to a drive shaft.
  • the outlet channel is designed as a riser tube with a mechanical holding function.
  • the technical advantage is achieved that the number of components and thus the manufacturing costs are additionally reduced.
  • the mechanical holding function can be realized by the introduction of reinforcing ribs on the riser.
  • the object is achieved by a metering system with a gear pump according to one of the preceding embodiments.
  • the specific orientation of the gear axes is not important.
  • the gear axes are arranged vertically.
  • it is also possible to arrange the gear axis horizontally. Further embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a gear pump of the prior art
  • FIG. 2 is a schematic representation of a gear pump
  • FIG. 3 is a further schematic representation of a gear pump
  • FIG. 5 is a schematic representation of a holding means
  • FIG. 6 is a schematic representation of a gear with drive shaft
  • FIG. 7 is a schematic representation of a gear
  • FIG. 8 is a schematic representation of a metering system
  • the gear pump is suitable for use in a metering system and comprises a first gear 103 and a second gear 105.
  • the two gear wheels are arranged in intermeshing and are located within a closed housing 102.
  • the gear wheels 103, 105 each have a plurality of gear tips 11 on.
  • fluid in the tooth gaps between the tooth tips 110 is conveyed from a suction region 104 via an external conveying region into a pressure region 106 in the housing 102.
  • the conveying region is located in an arcuate section in the housing 102.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a gear pump 101.
  • the gear pump 101 is adapted for use in a dosing system 100 and includes a first gear 103 and a second gear 105.
  • the first gear 103 and the second gear 105 are arranged in intermeshing and are by a Holding means 107 held.
  • the holding means 107 has a with respect to the first gear 103 and the second gear 105 radially arranged sliding surface 109, which forms a sliding contact with a rotation of the first gear 103 and the second gear 105 with gear tips 1 10 of the two gears 103, 105.
  • the radially arranged sliding surface 109 has two Gleitlauf vomabête 1 1 1, 1 13, which are respectively assigned to the two gears 103, 105 and their respective Gleitlaufeau 1 15 corresponds to the pitch of the two gears 103, 105.
  • a hydraulically sealed space 1 17 is formed, which of the position of the gear tips 1 10 of the gears 103, 105 is independent.
  • FIG. 3 shows a further schematic representation of a gear pump 101.
  • the holding means 107 forms on a relative to the first gear 103 and the second gear 105 axially arranged sliding surface 16 in the region of the Einfactkammens of the first gear 103 and the second gear 105 from a sliding contact.
  • the outlet channel 1 18 is fluidly connected to the hydraulically sealed space 1 17 and allows the delivery of fluid to a desired location. This is usually above the highest filling position within a storage tank, in which the gear pump 101 is introduced as a submersible pump.
  • the holding means 107 with the outlet channel 1 18 integrally formed as an integral component.
  • the first or the second gear 103, 105 is formed connected to a drive shaft 123, whereby a drive of the gear pump 101 is possible.
  • FIG. 4 shows a further schematic representation of a gear pump 101.
  • the holding means 107 has elongated grooves 1 19, in which the first gear 103 and the second gear 105 are arranged guidable.
  • the elongated grooves 1 19 are in this case aligned in the direction of the hydraulically sealed space 1 17, whereby the direction of movement of the guided gear axes is limited according to the elongated grooves.
  • the gear pump 101 has a return means 121 which is adapted to hold the first gear 103 and the second gear 105 in an end position of the elongated grooves 1 19.
  • the holding of the gears 103, 105 acts by the return means 121 as a resilient mounting. This allows the two gear axes to be pressed approximately in the direction of the center between the two gears 103, 105 and the outlet channel 118.
  • the gears 103, 105 are pressed against each other and in addition against the radial sliding surfaces. Consequently, can be minimized by such a resilient bearing column, the between the gear tips 1 10 and the radial sliding surfaces 109, the intermeshing teeth of the two gears 103, 105 and the axial gaps between the two gears 103, 105 and axial sliding surfaces 1 16 on the holding means 107 may occur.
  • the return means 121 ensures optimal contact of the components with each other even under changing operating conditions.
  • the return means 121 may consist of one or more spring clips. Alternatively, the return means 121 may be made of a wire, for example.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a holding means 107.
  • the holding means 107 has the elongated grooves 1 19 to guide the two gears 103, 105 (not shown).
  • the elongated grooves 1 19 are aligned in the direction of the hydraulically sealed space 1 17.
  • the holding means 107 is U-shaped in a cross-sectional view and the outlet channel 1 18 is integrally formed with the holding means 107 as a one-piece component.
  • the elongated grooves 1 19 are arranged both on an upper side of the holding means 107 and on an underside of the holding means, whereby the gear axes can be guided not only on one side but two sides in the holding means 107. This is associated with a corresponding improvement in the stability of the gear pump 101.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a gear 105 with drive shaft 123.
  • the gear 105 may in this case be formed integrally connected to the drive shaft 123.
  • Means is an engagement groove 125 disposed on the end of the drive shaft 123 adjacent to the gearwheel 105. This engagement groove 125 serves to fix the return means 121, whereby an axial securing of the return means 121 takes place.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a toothed wheel 103.
  • the engagement groove 125 which serves to fix the restoring means 121 and thus to secure the restoring means 121 axially, is located on an extended section of the toothed wheel axis.
  • the gear pump 101 is arranged as a submersible pump within a storage tank, wherein the drive shaft 123 is connected to a drive outside of the storage tank.
  • the outlet channel 1 18 is formed as a riser with mechanical holding function in the metering system 100 and opens into a dispensing nozzle, which is located above the highest possible filling position.

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Abstract

Zahnradpumpe (101) für ein Dosiersystem (100) mit einem ersten Zahnrad (103) und einem zweiten Zahnrad (105), wobei das erste Zahnrad (103) und das zweite Zahnrad (105) ineinanderkämmend angeordnet sind, einem Haltemittel (107) zum Halten des ersten Zahnrads (103) und des zweiten Zahnrads (105), wobei das Haltemittel (107) eine bezüglich des ersten Zahnrads (103) und des zweiten Zahnrads (105) radial angeordnete Gleitlauffläche (109) aufweist, welche bei einer Rotation des ersten Zahnrads (103) und des zweiten Zahnrads (105) mit Zahnradspitzen (110) des ersten Zahnrades (103) und des zweiten Zahnrades (103) einen Gleitkontakt ausbildet, wobei die radial angeordnete Gleitlauffläche (109) zumindest zwei Gleitlaufflächenabschnitte (111, 113) aufweist, welche jeweils dem ersten Zahnrad (103) und dem zweiten Zahnrad (105) zugeordnet sind und deren jeweilige Gleitlauflänge (115) zumindest der Teilung des Zahnrads (103, 105) entspricht.

Description

Zahnradpumpe für Dosiersystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe für ein Dosiersystem mit einem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad ineinanderkämmend angeordnet sind.
Zahnradpumpen in Dosiersystemen sind häufig kompliziert aufgebaut und bestehen aus vielen filigranen Einzelteilen mit hohen Genauigkeitsansprüchen. Dieser Aufbau macht sie teuer und fehleranfällig. Die Pumpen werden meist als Tauchpumpen eingesetzt, wobei sie durch eine geschlossene Bauform der Möglichkeit einer Reinigung oder Wartung, insbesondere durch einen Benutzer, entzogen sind.
Aus der Druckschrift DE 10 2015 207 244 B3 ist ein Haushaltgerät mit einer Pumpenanordnung zur Förderung eines Fluids bekannt, wobei die Pumpenanordnung ein Gehäuse mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung, eine Antriebswelle, ein erstes Zahnrad, das mit der Antriebswelle fest verbunden und in eine erste Drehrichtung und in eine zweite Drehrichtung der Antriebswelle drehbar ist, und ein zweites Zahnrad, das relativ zu dem ersten Zahnrad verlagerbar ist, umfasst. In der ersten Drehrichtung steht das zweite Zahnrad in Eingriff mit dem ersten Zahnrad, um das Fluid von der Eintrittsöffnung zu der Austrittsöffnung zu fördern. In der zweiten Drehrichtung ist eine Kraft erzeugbar, die das zweite Zahnrad zum Lösen des Eingriffs verlagert.
Aus der Druckschrift DE 10 2009 046 856 A1 ist ein wasserführendes Haushaltsgerät bekannt, das insbesondere als Wäschebehandlungsgerät zum Waschen und/oder Trocknen von Wäsche dient. Das Haushaltsgerät weist einen Behälter, einen Zulaufstrang, über den dem Behälter Flüssigkeiten zuführbar sind, und einen Ablauf- und/oder Rücklaufstrang auf. In dem Ablauf- und/oder Rücklaufstrang ist eine Pumpeneinheit angeordnet, die zum Fördern von Flüssigkeiten aus dem Behälter über den Ablauf- und/oder Rücklaufstrang dient. Hierbei weist die Pumpeneinheit eine Zahnradpumpe auf.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Konzept für eine Zahnradpumpe eines Dosiersystems vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Figuren, der Beschreibung und der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Zahnradpumpe für ein Dosiersystem mit einem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad ineinanderkämmend angeordnet sind, einem Haltemittel zum Halten des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads, wobei das Haltemittel eine bezüglich des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads radial angeordnete Gleitlauffläche aufweist, welche bei einer Rotation des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads mit Zahnradspitzen des ersten Zahnrades und des zweiten Zahnrades einen Gleitkontakt ausbildet, gelöst, wobei die radial angeordnete Gleitlauffläche zumindest zwei Gleitlaufflächenabschnitte aufweist, welche jeweils dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad zugeordnet sind und deren jeweilige Gleitlauflänge zumindest der Teilung des Zahnrads entspricht. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Dosiersystem auf sehr einfache, robuste und kostengünstige Bauweise realisierbar ist. Dies geschieht, indem lediglich die zwingend notwendigen Funktionsbereiche Berücksichtigung finden. Beispielsweise wird auf einen speziellen Ansaugbereich verzichtet, da das Dosiersystem ohnehin als Tauchpumpe vorgesehen ist und sich somit jeder Zahnradzwischenraum eigenständig mit Fluid füllt. Aufgrund der Tatsache, dass die Gleitlauflänge zumindest der Teilung der Zahnräder entspricht, steht zumindest immer ein Zahn der Zahnräder mit der Gleitlauffläche in Kontakt. In der unmittelbaren Konsequenz wird kontinuierlich Fluid zu dem Bereich des Ineinanderkämmens der beiden Zahnräder befördert. Durch das Ineinanderkämmen der beiden Zahnräder entsteht wiederum ein Überdruck, welcher das Fluid unmittelbar durch einen Auslasskanal an einen gewünschten Ort befördern kann. Durch das Weglassen unnötiger Funktionsbereiche muss kein zusätzlicher Deckel an das Dosiersystem angebracht werden. Das gesamte Dosiersystem ist besonders leicht zu reinigen, da abgesehen von dem Bereich des Ineinanderkämmens und der radialen und axialen Gleitlaufflächen, der vollständige Zahnradbereich von außen zugänglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad, die Gleitlauffläche und das Haltemittel derart angeordnet, dass ein von einer Position der Zahnradspitzen des ersten Zahnrades und des zweiten Zahnrades unabhängiger hydraulisch abgedichteter Raum ausgebildet ist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass innerhalb des Dosiersystems keine zusätzlichen Dichtungen erforderlich sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, entspricht die Gleitlauflänge höchstens dem Zweifachen der Teilung des Zahnrades. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Effizienz des Dosiersystems zusätzlich erhöht wird. Das Befördern des Fluids zu dem abgedichteten Raum wird verbessert und ein kontinuierlicher Fluidstrom aus dem abgedichteten Raum heraus kann bereitgestellt werden. Die Dosiergenauigkeit wird verbessert.
Um das Haltemittel besonders einfach und kostengünstig herzustellen, ist das Haltemittel in einer Querschnittsansicht u-förmig ausgebildet. Neben der Herstellung wird auch die Montage signifikant vereinfacht, da das Dosiersystem aus lediglich drei Funktionsteilen herstellbar ist. Diese sind die beiden Zahnräder und das Haltemittel einschließlich Anbauteilen.
Um die Effizienz und die Funktion des Dosiersystems weiter zu verbessern und um die Abdichtung des Raums zusätzlich zu verbessern, bildet das Haltemittel an einer bezüglich des ersten Zahnrades und des zweiten Zahnrades axial angeordneten Gleitfläche gegenüber dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad im Bereich des Ineinanderkämmens des ersten Zahnrades und des zweiten Zahnrades einen Gleitkontakt aus. Durch diesen Gleitkontakt wird der Einsatz von Dichtungen auch an dieser Stelle unnötig. Der Gleitkontakt wirkt stattdessen wie eine Dichtung und verbessert somit die Kontinuität des Fluidstroms.
Um das Fördern eines Fluids an einen bestimmten Ort zu gewährleisten, weist die Zahnradpumpe einen Auslasskanal auf, welcher mit dem hydraulisch abgedichteten Raum fluidmäßig verbunden ausgebildet ist. Der Auslasskanal kann beispielsweise direkt mit einer Spendedüse verbunden sein und ermöglicht somit einem Nutzer das Fluid direkt aus dem abgedichteten Raum über den Auslasskanal zu entnehmen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, ist das Haltemittel mit dem Auslasskanal einstückig als integrales Bauteil ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Anzahl der Bauteile zusätzlich reduziert wird. Dies erleichtert zudem die Montage des Dosiersystems. Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform, weist das Haltemittel länglich ausgebildete Nuten auf, um das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad zu führen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Position jedes Zahnrads nicht fest an einem bestimmten Ort festgelegt ist. Dies erleichtert beispielsweise die Montage, da jedes Zahnrad einfacher in das Haltemittel eingebracht werden kann.
Um das Dosiersystem in Bezug auf die Viskosität des zu befördernden Fluids und in Bezug auf feste Bestandteile, die innerhalb des Fluids enthalten sein können, nachgiebig und anpassungsfähig auszugestalten, sind die länglich ausgebildeten Nuten in Richtung des hydraulisch abgedichteten Raumes ausgerichtet.
Gemäß einer zusätzlichen bevorzugten Ausführungsform, weist die Zahnradpumpe ein Rückstellmittel auf, welches dazu ausgebildet ist das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad in einer Endposition der länglich ausgebildeten Nuten zu halten. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine federnde Andrückkraft der Zahnräder auf die Gleitlaufflächen entsteht. Dadurch können relativ grobe Maßtoleranzen von den Zahnrädern und dem Haltemittel realisiert werden, ohne dabei die Funktion des Dosiersystems zu reduzieren. Zudem werden kleine feste Störobjekte innerhalb des Fluids problemlos und unter Nachgeben des Rückstellmittels mit den Zahnrädern befördert. Dies geschieht ohne ein erhöhtes Schadensrisiko oder das Risiko eines Systemausfalls durch eine blockierte Dosierpumpe.
Um das Zusammenwirken der länglich ausgebildeten Nuten des Haltemittels mit dem Rückstellmittel zu verbessern, ist das Rückstellmittel dazu ausgebildet, in Eingriffsnuten des ersten Zahnrades und des zweiten Zahnrades einzugreifen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Zahnräder ohne nennenswerte Reibungsverluste drehbar angeordnet sind, jedoch eine federnde Beweglichkeit der Zahnradachsen innerhalb der länglich ausgebildeten Nuten möglich ist. Zusätzlich ist der Aufwand für die Montage hierbei stark reduziert, da das Rückstellmittel lediglich in die Eingriffsnuten eingeclipst werden muss.
Nach einer weiteren Ausführungsform, ist das Haltemittel in einer Querschnittsansicht u- förmig ausgebildet, wobei die beiden Schenkel des Haltemittels zu der Gleitlauffläche hin konisch ausgebildet sind und das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad dazu korrespondierend ausgebildet sind. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Haltemittel im Rahmen der Herstellung leichter entformbar ausgebildet ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform, weist die Zahnradpumpe eine Siebstruktur auf, um ein Eindringen von Fremdkörper in die Zahnradpumpe zu verhindern. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass feste Objekte oder Verunreinigungen im Fluid davon abgehalten werden können in die Zahnräder zu gelangen.
Um die Funktionsfähigkeit des Dosiersystems zu gewährleisten und um das Fördern von Fluid durch das Dosiersystem zu realisieren, ist das erste Zahnrad mit einer Antriebswelle verbunden ausgebildet.
Aus Effizienzgründen und um die Herstellung des Dosiersystems bei geringem Materialaufwand möglichst einfach zu halten, ist der Auslasskanal als Steigrohr mit mechanischer Haltefunktion ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Anzahl der Bauteile und somit die Herstellungskosten zusätzlich reduziert werden. Somit ist keine gesonderte Montage einzelner Bauteile notwendig. Beispielsweise kann die mechanische Haltefunktion durch das Einbringen von Verstärkungsrippen an dem Steigrohr realisiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Dosiersystem mit einer Zahnradpumpe gemäß einer der vorausgehenden Ausführungsformen gelöst.
Für das erfindungsgemäße Prinzip des Dosiersystems und der Zahnradpumpe ist die konkrete Orientierung der Zahnradachsen nicht von Bedeutung. Idealerweise sind die Zahnradachsen vertikal angeordnet. Jedoch ist es ebenso möglich, die Zahnradachse horizontal anzuordnen. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Zahnradpumpe aus dem Stand der Technik, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Zahnradpumpe, Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung einer Zahnradpumpe,
Fig. 4 eine weitere schematische Darstellung einer Zahnradpumpe mit Rückstellmittel, Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Haltemittels, Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Zahnrads mit Antriebswelle, Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Zahnrads, und Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Dosiersystems.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Zahnradpumpe aus dem Stand der Technik. Die Zahnradpumpe ist für die Anwendung in einem Dosiersystem geeignet und umfasst ein erstes Zahnrad 103 und ein zweites Zahnrad 105. Die beiden Zahnräder sind ineinanderkämmend angeordnet und befinden sich innerhalb eines geschlossenen Gehäuses 102. Die Zahnräder 103, 105 weisen jeweils ein Mehrzahl von Zahnradspitzen 1 10 auf. Im Fall der Rotation der Zahnräder 103, 105 wird Fluid in den Zahnlücken zwischen den Zahnspitzen 1 10 aus einem Saugbereich 104 über einen außenliegenden Förderbereich in einen Druckbereich 106 in dem Gehäuse 102 befördert. Hierbei liegt der Förderbereich in einem bogenförmigen Abschnitt in dem Gehäuse 102. Im Bereich des Ineinanderkämmens der Zahnräder 103, 105 baut sich durch das kontinuierlich zuströmende Fluid ein Überdruck auf. Ausgehend von der angedeuteten Drehrichtung der beiden Zahnräder 103, 105 wird Fluid unten angesaugt und in den Zahnlücken außen herum nach oben mitgeführt. In dem Bereich des Ineinanderkämmens bilden die Zahnräder 103, 105 eine Fluidbarriere, so dass sich durch das ständige Nachschieben von Fluid in den Zahnlücken der Förderbereiche in dem obenliegenden Druckbereich 106, in Tateinheit mit dem Verdrängen von Fluid aus den Zahnlücken der ineinanderkämmenden Zahnräder 103, 105 ein zur Drehgeschwindigkeit proportionaler Volumenstrom ergibt. Da derartige Zahnradpumpen bevorzugt als Tauchpumpen eingesetzt werden, befindet sich der Ansaugbereich 104 stets unterhalb des Fluidpegels im Vorratstank des Dosiersystems. Ausgehend von dem Druckbereich 106 kann das Fluid über ein Steigrohr über die höchste Füllposition des Fluids in dem Tank angehoben werden, wo es von einem Benutzer entnommen werden kann.
Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Zahnradpumpe 101. Die Zahnradpumpe 101 ist zur Anwendung in einem Dosiersystem 100 ausgebildet und umfasst ein erstes Zahnrad 103 und ein zweites Zahnrad 105. Das erste Zahnrad 103 und das zweite Zahnrad 105 sind ineinanderkämmend angeordnet und werden durch ein Haltemittel 107 gehalten. Das Haltemittel 107 weist eine bezüglich des ersten Zahnrads 103 und des zweiten Zahnrads 105 radial angeordnete Gleitlauffläche 109 auf, welche bei einer Rotation des ersten Zahnrads 103 und des zweiten Zahnrads 105 mit Zahnradspitzen 1 10 der beiden Zahnräder 103, 105 einen Gleitkontakt ausbildet. Zudem weist die radial angeordnete Gleitlauffläche 109 zwei Gleitlaufflächenabschnitte 1 1 1 , 1 13 auf, welche jeweils den beiden Zahnrädern 103, 105 zugeordnet sind und deren jeweilige Gleitlauflänge 1 15 der Teilung der beiden Zahnräder 103, 105 entspricht. Durch die Anordnung des ersten Zahnrads 103, des zweiten Zahnrads 105, der Gleitlauffläche 109 des Haltemittels 107 und der axial angeordneten Gleitflächen 1 16 des Haltemittels 107 wird ein hydraulisch abgedichteter Raum 1 17 ausgebildet, welcher von der Position der Zahnradspitzen 1 10 der Zahnräder 103, 105 unabhängig ist. In der Konsequenz kann bei kontinuierlicher Rotation der Zahnräder 103, 105 ein kontinuierlicher Fluidstrom realisiert werden, welche über einen Auslasskanal 1 18 ausströmt.
Die Figur 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Zahnradpumpe 101. Das Haltemittel 107 bildet an einer bezüglich des ersten Zahnrades 103 und des zweiten Zahnrades 105 axial angeordneten Gleitfläche 1 16 im Bereich des Ineinanderkämmens des ersten Zahnrades 103 und des zweiten Zahnrades 105 einen Gleitkontakt aus. Der Auslasskanal 1 18 ist mit dem hydraulisch abgedichteten Raum 1 17 fluidmäßig verbunden ausgebildet und ermöglicht das Fördern von Fluid an einen gewünschten Ort. Dieser liegt meist über der höchsten Füllposition innerhalb eines Vorratstanks, in welchen die Zahnradpumpe 101 als Tauchpumpe eingebracht ist. Idealerweise ist das Haltemittel 107 mit dem Auslasskanal 1 18 einstückig als integrales Bauteil ausgebildet. Das erste oder das zweite Zahnrad 103, 105 ist mit einer Antriebswelle 123 verbunden ausgebildet, wodurch ein Antrieb der Zahnradpumpe 101 möglich ist.
Die Figur 4 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Zahnradpumpe 101.
Das Haltemittel 107 weist länglich ausgebildete Nuten 1 19 auf, in welchen das erste Zahnrad 103 und das zweite Zahnrad 105 führbar angeordnet sind. Die länglich ausgebildeten Nuten 1 19 sind hierbei in Richtung des hydraulisch abgedichteten Raumes 1 17 ausgerichtet, wodurch die Bewegungsrichtung der geführten Zahnradachsen entsprechend der länglich ausgebildeten Nuten eingeschränkt ist. Zusätzlich weist die Zahnradpumpe 101 ein Rückstellmittel 121 auf, welches dazu ausgebildet ist das erste Zahnrad 103 und das zweite Zahnrad 105 in einer Endposition der länglich ausgebildeten Nuten 1 19 zu halten. Das Halten der Zahnräder 103, 105 wirkt durch das Rückstellmittel 121 wie eine federnden Lagerung. Diese ermöglicht, dass die beiden Zahnradachsen in etwa in Richtung der Mitte zwischen den beiden Zahnrädern 103, 105 und dem Auslasskanal 1 18 gedrückt werden. Dadurch werden die Zahnräder 103, 105 gegeneinander und zusätzlich gegen die radialen Gleitlaufflächen gedrückt. Folglich lassen sich durch eine derartige federnde Lagerung Spalte minimieren, die zwischen den Zahnradspitzen 1 10 und den radialen Gleitlaufflächen 109, den ineinanderkämmenden Zähnen der beiden Zahnräder 103, 105 und den axialen Spalten zwischen den beiden Zahnrädern 103, 105 und axialen Gleitflächen 1 16 am Haltemittel 107 auftreten können. Somit sorgt das Rückstellmittel 121 auch unter wechselnden Betriebsbedingungen für einen optimalen Kontakt der Bestandteile untereinander. Das Rückstellmittel 121 kann aus einem oder aus mehreren Federclips bestehen. Alternativ kann das Rückstellmittel 121 beispielsweise aus einem Draht hergestellt sein.
Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Haltemittels 107. Auf eine wiederholte Beschreibung identischer Merkmale der vorausgehenden Figuren wird verzichtet. Das Haltemittel 107 weist die länglich ausgebildeten Nuten 1 19 auf, um die beiden Zahnräder 103, 105 (nicht gezeigt) zu führen. Die länglich ausgebildeten Nuten 1 19 sind in Richtung des hydraulisch abgedichteten Raumes 1 17 ausgerichtet. Das Haltemittel 107 ist in einer Querschnittsansicht u-förmig ausgebildet und der Auslasskanal 1 18 ist mit dem Haltemittel 107 integral als einstückiges Bauteil ausgebildet. Vorzugsweise sind die länglich ausgebildeten Nuten 1 19 sowohl auf einer Oberseite des Haltemittels 107 als auch auf einer Unterseite des Haltemittels angeordnet, wodurch die Zahnradachsen nicht nur einseitig sondern zweiseitig in dem Haltemittel 107 geführt werden können. Dies ist mit einer entsprechenden Verbesserung der Stabilität der Zahnradpumpe 101 verbunden. Zusätzlich ist hier auch denkbar, das Rückstellmittel 121 beidseitig, d.h. oberhalb und unterhalb der Zahnräder 103, 105 anzuordnen.
Die Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Zahnrads 105 mit Antriebswelle 123. Das Zahnrad 105 kann hierbei mit der Antriebswelle 123 einstückig verbunden ausgebildet sein. Wesentlich ist eine an dem Zahnrad 105 angrenzenden Ende der Antriebswelle 123 angeordnete Eingriffsnut 125. Diese Eingriffsnut 125 dient der Fixierung des Rückstellmittels 121 , wodurch eine axiale Sicherung des Rückstellmittels 121 erfolgt.
Die Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Zahnrads 103. An einem verlängerten Abschnitt der Zahnradachse befindet sich die Eingriffsnut 125, welche der Fixierung des Rückstellmittels 121 und damit der axialen Sicherung des Rückstellmittels 121 dient.
Die Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Dosiersystems 100. Die Zahnradpumpe 101 ist als Tauchpumpe innerhalb eines Vorratstanks angeordnet, wobei die Antriebswelle 123 mit einem Antrieb außerhalb des Vorratstanks verbunden ist. Der Auslasskanal 1 18 ist als Steigrohr mit mechanischer Haltefunktion in dem Dosiersystem 100 ausgebildet und mündet in eine Spendedüse, welche oberhalb der höchsten möglichen Füllposition angeordnet ist.
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren. Bezugszeichenliste
100 Dosiersystem
101 Zahnradpumpe
102 Gehäuse
103 Erstes Zahnrad
104 Saugbereich
105 Zweites Zahnrad
106 Druckbereich
107 Haltemittel
109 Gleitlauffläche
110 Zahnradspitzen
111 Gleitlaufflächenabschnitt
113 Gleitlaufflächenabschnitt
115 Gleitlauflänge
116 Gleitfläche
117 Hydraulisch abgedichteter Raum
118 Auslasskanal
119 Nut
121 Rückstellmittel
123 Antriebswelle
125 Eingriffsnut

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Zahnradpumpe (101 ) für ein Dosiersystem (100), mit:
einem ersten Zahnrad (103) und einem zweiten Zahnrad (105), wobei das erste Zahnrad (103) und das zweite Zahnrad (105) ineinanderkämmend angeordnet sind, einem Haltemittel (107) zum Halten des ersten Zahnrads (103) und des zweiten Zahnrads (105), wobei das Haltemittel (107) eine bezüglich des ersten Zahnrads (103) und des zweiten Zahnrads (105) radial angeordnete Gleitlauffläche (109) aufweist, welche bei einer Rotation des ersten Zahnrads (103) und des zweiten Zahnrads (105) mit Zahnradspitzen (1 10) des ersten Zahnrades (103) und des zweiten Zahnrades (103) einen Gleitkontakt ausbildet, wobei die radial angeordnete Gleitlauffläche (109) zumindest zwei Gleitlaufflächenabschnitte (1 1 1 , 1 13) aufweist, welche jeweils dem ersten Zahnrad (103) und dem zweiten Zahnrad (105) zugeordnet sind und deren jeweilige Gleitlauflänge (1 15) zumindest der Teilung des Zahnrads (103, 105) entspricht.
Zahnradpumpe (101 ) gemäß Anspruch 1 , wobei das erste Zahnrad (103), das zweite Zahnrad (105), die Gleitlauffläche (109) und das Haltemittel (107) derart angeordnet sind, dass ein von einer Position der Zahnradspitzen (1 10) des ersten Zahnrades (103) und des zweiten Zahnrades (103) unabhängiger hydraulisch abgedichteter Raum (1 17) ausgebildet ist.
Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Haltemittel (107) in einer Querschnittsansicht u-förmig ausgebildet ist.
Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Haltemittel (107) an einer bezüglich des ersten Zahnrades (103) und des zweiten Zahnrades (105) axial angeordneten Gleitfläche (1 16) gegenüber dem ersten Zahnrad (103) und dem zweiten Zahnrad (105) im Bereich des Ineinanderkämmens des ersten Zahnrades (103) und des zweiten Zahnrades (105) einen Gleitkontakt ausbildet. Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zahnradpumpe (101 ) einen Auslasskanal (1 18) aufweist, welcher mit dem hydraulisch abgedichteten Raum (1 17) fluidmäßig verbunden ausgebildet ist.
Zahnradpumpe (101 ) gemäß Anspruch 5, wobei das Haltemittel (107) mit dem Auslasskanal (1 18) einstückig als integrales Bauteil ausgebildet ist.
Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Haltemittel (107) länglich ausgebildete Nuten (1 19) aufweist, um das erste Zahnrad (103) und das zweite Zahnrad (105) zu führen.
Zahnradpumpe (101 ) gemäß Anspruch 7, wobei die länglich ausgebildeten Nuten (1 19) in Richtung des hydraulisch abgedichteten Raumes (1 17) ausgerichtet sind.
Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zahnradpumpe (101 ) ein Rückstellmittel (121 ) aufweist, welches dazu ausgebildet ist das erste Zahnrad (103) und das zweite Zahnrad (105) in einer Endposition der länglich ausgebildeten Nuten (1 19) zu halten.
Zahnradpumpe (101 ) gemäß Anspruch 9, wobei das Rückstellmittel (121 ) dazu ausgebildet ist, in Eingriffsnuten (125) des ersten Zahnrades (103) und des zweiten Zahnrades (105) einzugreifen.
Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Haltemittel (107) in einer Querschnittsansicht u-förmig ausgebildet ist, wobei die beiden Schenkel des Haltemittels (107) zu der Gleitlauffläche (109) hin konisch ausgebildet sind und das erste Zahnrad (103) und das zweite Zahnrad (105) dazu korrespondierend ausgebildet sind.
12. Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zahnradpumpe (101 ) eine Siebstruktur aufweist, um ein Eindringen von Fremdkörper in die Zahnradpumpe (101 ) zu verhindern.
13. Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Zahnrad (103) mit einer Antriebswelle (123) verbunden ausgebildet ist.
14. Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Auslasskanal (1 18) als Steigrohr mit mechanischer Haltefunktion ausgebildet ist.
15. Dosiersystem (100) mit einer Zahnradpumpe (101 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis
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