WO2018134019A1 - Motor-pump unit for a waste heat recovery system - Google Patents

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WO2018134019A1
WO2018134019A1 PCT/EP2017/083798 EP2017083798W WO2018134019A1 WO 2018134019 A1 WO2018134019 A1 WO 2018134019A1 EP 2017083798 W EP2017083798 W EP 2017083798W WO 2018134019 A1 WO2018134019 A1 WO 2018134019A1
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WO
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motor
pump
shaft
output shaft
pump unit
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PCT/EP2017/083798
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Inventor
Guido Bredenfeld
Jakob Branczeisz
Matthias RIEDLE
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12Rotary-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
    • F04C2/14Rotary-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
    • F04C2/18Rotary-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
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    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/50Bearings
    • F04C2240/52Bearings for assemblies with supports on both sides

Definitions

  • the present invention relates to a motor-pump unit, in particular used as a feed fluid pump of a waste heat recovery system of an internal combustion engine.
  • Fluid pumps are widely known from the prior art, for example as external gear pumps from the published patent application DE 43 09 859 A1. From EP 1 933 033 A1 a motor-pump unit is known which has a
  • Gear pump and an electric motor includes.
  • the fluid pump according to the invention has the advantage that it uses the shaft bearings of the motor driving them. Therefore she can
  • the fluid pump or the entire motor-pump unit is resistant to damage caused by poor lubrication and cavitation and can thus be used for operating temperatures close to the evaporation temperature of the working fluid to be pumped. Therefore, the engine-pump unit is particularly suitable for exhaust heat recovery systems of internal combustion engines.
  • the motor-pump unit comprises a motor and a fluid pump.
  • the fluid pump has a pump housing, wherein an inlet and an outlet are formed in the pump housing.
  • the pump housing limits a working space. In the working space is a working medium by means of a
  • the engine Conveyor from the inlet to the outlet conveyed.
  • the engine has an output shaft for transmitting torque.
  • the output shaft is supported in the engine by means of a first shaft bearing and by means of a second shaft bearing.
  • the conveyor has a drive hub. The drive hub is arranged on the output shaft.
  • the two shaft bearings can be fluidly separated relatively comparatively easily from the working space by means of sealing arrangements, so that aggressive or poorly lubricating working media can also be used.
  • the two shaft bearings can in advantageous developments even with a suitable
  • Lubricants are lubricated.
  • the drive hub by means of a movable bearing, preferably a feather key or a spline connection, arranged on the output shaft.
  • Output shaft on the conveyor thus has high efficiency in all operating conditions.
  • a shaft sealing ring arranged between the working space and the two shaft bearings separates the two shaft bearings from the working medium in a media-tight manner.
  • the working medium which often has poor lubricating properties, kept away from the wear-critical shaft bearings, which in turn can be lubricated in further developments by means of a suitable lubricant.
  • the life of the two shaft bearings is thereby increased. Furthermore, the risk of cavitation of the working medium in the shaft bearings is eliminated.
  • the fluid pump is positioned by means of a Einpasses to the engine.
  • the coaxial alignment of the output shaft to the conveyor is thereby carried out very accurately, so that the
  • Output shaft to the conveyor is aligned.
  • the sealing of the tooth chambers can thus take place in close tolerances.
  • the efficiency of the motor-pump unit is thus optimized.
  • the fitting is a press connection between the
  • the fluid pump comprises a cover flange.
  • the cover flange is positioned by means of centering pins to the pump housing.
  • the fitting is made between the cover flange and a motor housing of the engine.
  • the fit is designed as a press connection.
  • the drive hub is formed on a first gear.
  • the fluid pump is thus designed as a gear pump.
  • Gear pumps have a comparatively high efficiency with low production costs.
  • the gear pump is designed as an external gear pump or as an internal gear pump, the conveying device comprising the first gear arranged on the output shaft and a second gear meshing with the first gear. Both gears are arranged in the working space. The torque transmission from the output shaft of the motor to the first gear is thereby carried out very effectively.
  • the fluid pump according to the invention enables a fluidic separation of its two shaft bearings from the working space, so that wear and cavitation in the shaft bearings are reduced or eliminated. Therefore, the fluid pump or motor-pump unit according to the invention is very advantageous in one
  • 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 a motor-pump unit according to an embodiment with the features described above.
  • FIG. 1 shows a motor-pump unit of the prior art in one
  • FIG. 2 shows an inventive motor-pump unit in a
  • the motor-pump unit 80 includes a motor 90 configured as an electric motor, and a fluid pump 100 configured as one
  • Electric motor 90 is shown axially displaced.
  • the external gear pump 100 includes a pump housing 7, an end cap 7a and a lid flange 7b.
  • the end cover 7a and the cover flange 7b are clamped together with the interposition of the pump housing 7 by screws, not shown.
  • the pump housing 7, the end cover 7a and the cover flange 7b define a working space 20.
  • a first gear 9 and a second gear 19 are arranged in mesh with each other and thus constitute a conveyor 101 of the fluid pump 100.
  • the conveyor 101 conveys a working fluid from an inlet, not shown, to an outlet, not shown. Inlet and outlet are in the
  • Both gears 9, 19 have a certain number of teeth.
  • the first gear 9 is mounted on a drive shaft 8 and the second gear 19 on a parallel to the drive shaft 8 further shaft 18. Alternatively, depending one
  • Gear and one wave also be made in one piece.
  • the drive shaft 8 of the external gear pump 100 is connected to an output shaft 2 of the electric motor 90.
  • the two shafts 8, 18 each protrude through their associated gear 9,
  • the four bushings 17 each have a radial bearing function and each form a plain bearing with their associated shaft 8, 18. Die
  • Axial bearing function is achieved by the two bearing goggles 6, 16:
  • the bearing goggles 6 on the front side a stop surface 6a and the other bearing goggles 16 frontally another stop surface 16a.
  • Both stop surfaces 6a, 16a cooperate with both gears 9, 19.
  • the abutment surface 6a supports both gears 9, 19 oriented in the axial direction to the end cap 7a; the further stop surface 16a supports both gears 9, 19 oriented in the axial direction to the cover flange 7b.
  • the bearing of the two shafts 8, 18 may also be designed by means of rolling bearings.
  • seals on the pump housing 7 are arranged. Furthermore, a shaft seal 5 is arranged at the shaft drive of the drive shaft 8 between the cover flange 7b and the drive shaft 8.
  • the motor designed as an electric motor 90 comprises a motor housing 25, in which the output shaft 2 is rotatably mounted.
  • the electric motor 90 further comprises a stator 26 and a rotor 27.
  • the rotor 27 is fixedly connected to the output shaft 2 or designed in one piece with this.
  • the stator 26 is arranged stationarily in the motor housing 25.
  • the output shaft 2 and thus also the rotor 27 are by means of a first shaft bearing 1 a and a second Shaft bearing 1 b stored in the motor housing 25.
  • the two shaft bearings 1 a, 1 b are also arranged in the motor housing 25 for this purpose.
  • the two shaft bearings 1 a, 1 b are also arranged in the motor housing 25 for this purpose.
  • Shaft bearing 1 a, 1 b can be designed both as a rolling bearing and as a sliding bearing.
  • the two shaft bearings 1 a, 1 b are sealed by means of a further shaft seal 3 to the surroundings of the motor 90.
  • the further shaft sealing ring 3 is arranged on the shaft through drive of the output shaft 2 to the motor housing 25 in the radial direction between the motor housing 25 and the output shaft 2.
  • the motor-pump unit 80 further includes a clutch 4.
  • the clutch 4 is disposed between the engine 90 and the fluid pump 100 and mechanically connects the output shaft 2 to the first shaft 8 so that the drive torque generated in the motor 90 is applied to the drive shaft 8 of the fluid pump 100 is transmitted.
  • the pump housing 7 and the motor housing 25 are aligned by means of a Einpasses 1 1 to each other.
  • the fitting 1 1 comprises a formed on the motor housing 25 guide surface 1 1 a and formed on the pump housing 7 positioning 1 1 b, both of which are cylindrically shaped and form a clearance fit or a press fit in the assembled state.
  • FIG. 2 shows a motor-pump unit 80 according to the invention in one
  • the motor 90 and the fluid pump 100 in this case have a common shaft 2.
  • the output shaft 2 of the motor 90 designed as an electric motor is also the drive shaft of the fluid pump 100 designed as an external gear pump.
  • the motor-pump unit 80 includes the fluid pump 100 and the motor 90.
  • the motor 90 has the output shaft 2, which by the first
  • Shaft bearing 1 a and the second shaft bearing 1 b is mounted in the motor housing 25.
  • the output shaft 2 projects out of the motor housing 25 and enters the pump housing 7.
  • In the working space 20 of the fluid pump 100 is a
  • Drive hub 102 of the conveyor 101 mounted on the output shaft 2. Since in the embodiment of FIG. 2 the fluid pump 100 is designed as an external gear pump, the drive hub 102 is formed on the first gear 9.
  • the second gear 19 is mounted on a arranged on the pump housing 7 housing pin 7c.
  • the second gear 19 is cup-shaped.
  • other bearings of the second gear 19 would be possible, for example by means of bearing bushes, as described in the prior art.
  • the fluid pump 100 may be embodied in alternative embodiments of the external gear pump, for example, as an internal gear pump or vane pump.
  • the drive shaft of the fluid pump 100 corresponds to the output shaft 2 of the motor 90.
  • the output shaft 2 is preferably connected to the inner gear, so with the pinion.
  • the rotor is fixedly connected to the output shaft 2, while preferably the blades do not rotate.
  • the drive hub 102 and the first gear 9 is arranged axially movable as a movable bearing 13 on the output shaft 2, so that high torques can be transmitted and axial tolerances or thermal expansion can be compensated.
  • the floating bearing 13 of the output shaft 2 to the first gear 9 can be done for example by means of one or more feather keys or by means of a splined connection.
  • the axial mobility of the output shaft 2 is decoupled from the fluid pump 100. This applies to all Embodiments of the fluid pump 100, in particular for external gear pumps, for internal gear pumps and for vane pumps.
  • the output shaft is the second
  • the sealing of the tooth chambers to the pump housing 7 is made in close tolerances, so that the leakage is minimized, and the volumetric efficiency of the fluid pump 100 is increased.
  • the exact positioning is preferably carried out by the fitting 1 1 between the motor housing 25 and pump housing 7 or by centering pins 10, which align the cover flange 7b to the pump housing 7.
  • both the Einpass 1 1 and the centering pins 10 are used, both fits can be performed with or without interference fit.
  • the motor-pump unit 80 uses only a single shaft seal 5 for sealing the working space 20 to the shaft bearings 1 a, 1 b. This is arranged in the embodiment of Figure 2 in the radial direction between the output shaft 2 and the motor housing 25.
  • the shaft seal 5 may alternatively but also to the pump housing 7 and Vietnamese
  • the gears 9, 19 cooperate with a sealing washer 12, which is arranged in the pump housing 7.
  • the sealing washer 12 can be firmly connected to the pump housing 7, or be stored floating in this.
  • the sealing washer 12 is disposed between the end faces of the gears 9, 19 and the end cover 7b.
  • the sealing disc 12 serves the axial sealing of the tooth chambers and is accordingly preferably made of a tribologically favorable material.
  • the illustrated fluid pump 100 is very well suited for low-lubricating, low-viscosity working media, as they are for example in
  • Waste heat recovery systems are used for internal combustion engines.
  • the engine according to the invention is a thermoplastic body.
  • Pump unit 80 therefore in a waste heat recovery system a Internal combustion engine arranged, wherein the fluid pump 100 does not necessarily have to be designed as external gear pump.
  • Internal combustion engine is supplied oxygen via an air supply; the exhaust gas discharged after the combustion process is discharged from the engine through an exhaust pipe.
  • the waste heat recovery system comprises a circuit carrying a working medium comprising, in the flow direction of the working medium, a feed fluid pump, an evaporator, an expansion machine and a condenser.
  • the working medium can be made as needed via a spur line from a
  • Sump and a valve unit are fed into the circuit.
  • the collecting container can alternatively be integrated into the circulation.
  • the evaporator is connected to the exhaust pipe of the internal combustion engine, thus uses the heat energy of the exhaust gas of the internal combustion engine.
  • Liquid working fluid is conveyed through the feed fluid pump, possibly from the reservoir into the evaporator and there through the
  • Heat energy of the exhaust gas of the internal combustion engine evaporates.
  • the vaporized working medium is then in the expansion machine under release of mechanical energy, for example, to a generator, not shown, or to a non-illustrated transmission relaxed. Subsequently, the working medium in the condenser is liquefied again and returned to the collecting container or fed to the feed fluid pump.
  • the feed fluid pump of the waste heat recovery system is a fluid pump 100 of a motor-pump unit 80 according to one of the above
  • Waste heat recovery system as it also for bad lubricating
  • Working media with very low viscosities are suitable.
  • the risk of cavitation in the shaft bearings 1a, 1b is minimized.
  • significantly better lubricants than the working medium of the fluid pump 100 can be used for lubricating the shaft bearings 1a, 1b.
  • the wear in the shaft bearings la, lb is thereby significantly reduced.
  • the fluid pump 100 is thus also suitable for operating temperatures which are close to the evaporation temperature of the working medium and are therefore particularly suitable for use in waste heat recovery systems.

Abstract

The invention relates to a motor-pump unit (80) comprising a motor (90) and a fluid pump (100). The fluid pump (100) has a pump housing (7), said pump housing (7) being equipped with an inlet and an outlet. The pump housing (7) delimits a working chamber (20). A working medium can be conveyed from the inlet to the outlet in the working chamber (20) by means of a pump device (101). The motor (90) has an output shaft (2) for transmitting a torque. The output shaft (2) is mounted in the motor (90) by means of a first shaft bearing (1a) and a second shaft bearing (1b). The pump device (101) has a drive hub (102), and the drive hub (102) is arranged on the output shaft (2).

Description

Beschreibung Titel  Description title
Motor-Pumpen-Einheit für ein Abwärmerückgewinnungssvstem  Motor-pump unit for a waste heat recovery system
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motor-Pumpen-Einheit, insbesondere verwendet als Speisefluidpumpe eines Abwärmerückgewinnungssystems einer Brennkraftmaschine. The present invention relates to a motor-pump unit, in particular used as a feed fluid pump of a waste heat recovery system of an internal combustion engine.
Stand der Technik State of the art
Fluidpumpen sind vielfach aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise als Außenzahnradpumpen aus der Offenlegungsschrift DE 43 09 859 A1. Aus der EP 1 933 033 A1 ist eine Motor-Pumpen-Einheit bekannt, die eineFluid pumps are widely known from the prior art, for example as external gear pumps from the published patent application DE 43 09 859 A1. From EP 1 933 033 A1 a motor-pump unit is known which has a
Zahnradpumpe und einen Elektromotor umfasst. Gear pump and an electric motor includes.
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 oft offen, wie die Speisefluidpumpe auch mit aggressiven Arbeitsmedien von Abwärmerückgewinnungssystemen, welche eine sehr niedrige Viskosität aufweisen, mit möglichst langer Lebensdauer betrieben werden kann. Insbesondere die Lager derartiger Speisefluidpumpen unterliegen einer hohen Beanspruchung. Daher werden oft extrem verschleißfeste und entsprechend teure Werkstoffe für die Lager verwendet. Furthermore, the basic arrangement of Speisefluidpumpen within a waste heat recovery system of an internal combustion engine is known, for example from the published patent application DE 10 2013 205 648 A1. However, the known documents often leave open, as the feed fluid pump can be operated with aggressive working fluids of waste heat recovery systems, which have a very low viscosity, with the longest possible lifetime. In particular, the bearings of such feed fluid pumps are subject to high stress. Therefore, extremely wear-resistant and correspondingly expensive materials are often used for the bearings.
Offenbarung der Erfindung Die erfindungsgemäße Fluidpumpe hat demgegenüber den Vorteil, dass sie die Wellenlager des sie antreibenden Motors verwendet. Daher kann sie Disclosure of the invention The fluid pump according to the invention has the advantage that it uses the shaft bearings of the motor driving them. Therefore she can
insbesondere für niederviskose, schlecht schmierende Arbeitsmedien eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in Abwärmerückgewinnungssystemen verwendet werden. Dadurch ist die Fluidpumpe bzw. die gesamte Motor-Pumpen-Einheit resistent gegenüber Schäden durch schlechte Schmierung und Kavitation und kann so auch für Betriebstemperaturen nahe an der Verdampfungstemperatur des zu fördernden Arbeitsmediums eingesetzt werden. Daher eignet sich die Motor-Pumpen-Einheit insbesondere für Abwärmerückgewinnungssysteme von Brennkraftmaschinen. especially for low-viscosity, poorly lubricating working media are used, as used for example in waste heat recovery systems. As a result, the fluid pump or the entire motor-pump unit is resistant to damage caused by poor lubrication and cavitation and can thus be used for operating temperatures close to the evaporation temperature of the working fluid to be pumped. Therefore, the engine-pump unit is particularly suitable for exhaust heat recovery systems of internal combustion engines.
Dazu umfasst die Motor-Pumpen-Einheit einen Motor und eine Fluidpumpe. Die Fluidpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, wobei in dem Pumpengehäuse ein Einlass und ein Auslass ausgebildet sind. Das Pumpengehäuse begrenzt einen Arbeitsraum. In dem Arbeitsraum ist ein Arbeitsmedium mittels einer For this purpose, the motor-pump unit comprises a motor and a fluid pump. The fluid pump has a pump housing, wherein an inlet and an outlet are formed in the pump housing. The pump housing limits a working space. In the working space is a working medium by means of a
Fördereinrichtung von dem Einlass zu dem Auslass förderbar. Der Motor weist eine Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung auf. Die Abtriebswelle ist mittels eines ersten Wellenlagers und mittels eines zweiten Wellenlagers in dem Motor gelagert. Die Fördereinrichtung weist eine Antriebsnabe auf. Die Antriebsnabe ist auf der Abtriebswelle angeordnet.  Conveyor from the inlet to the outlet conveyed. The engine has an output shaft for transmitting torque. The output shaft is supported in the engine by means of a first shaft bearing and by means of a second shaft bearing. The conveyor has a drive hub. The drive hub is arranged on the output shaft.
Dadurch werden die Gesamtkosten für die Motor-Pumpen-Einheit reduziert, da quasi die Kosten für die Lagerung und die Antriebswelle der Fördereinrichtung sowie für die Kupplung zwischen der Abtriebswelle und der Antriebswelle der Fördereinrichtung entfallen. Weiterhin ergibt sich dadurch eine Reduzierung des benötigten Bauraumes. Zusätzlich können durch diese Anordnung die beiden Wellenlager durch Dichtungsanordnungen vergleichsweise einfach von dem Arbeitsraum fluidisch getrennt werden, so dass auch aggressive bzw. schlecht schmierende Arbeitsmedien verwendet werden können. Die beiden Wellenlager können in vorteilhaften Weiterbildungen sogar mit einem geeigneten As a result, the total cost of the motor-pump unit are reduced, since virtually eliminating the cost of storage and the drive shaft of the conveyor and for the coupling between the output shaft and the drive shaft of the conveyor. Furthermore, this results in a reduction of the required installation space. In addition, by means of this arrangement, the two shaft bearings can be fluidly separated relatively comparatively easily from the working space by means of sealing arrangements, so that aggressive or poorly lubricating working media can also be used. The two shaft bearings can in advantageous developments even with a suitable
Schmiermittel geschmiert werden.  Lubricants are lubricated.
In vorteilhaften Weiterbildungen ist die Antriebsnabe mittels eines Loslagers, vorzugsweise einer Passfederverbindung oder einer Keilwellenverbindung, auf der Abtriebswelle angeordnet. Dadurch können axiale Toleranzen aber auchIn advantageous developments, the drive hub by means of a movable bearing, preferably a feather key or a spline connection, arranged on the output shaft. As a result, axial tolerances but also
Wärmedehnungen ausgeglichen werden. Ein Verklemmen der Antriebsnabe zur Abtriebswelle wird verhindert. Die Drehmomentübertragung von der Heat expansions are compensated. Jamming the drive hub for Output shaft is prevented. The torque transmission of the
Abtriebswelle auf die Fördereinrichtung weist damit in allen Betriebszuständen einen hohen Wirkungsgrad auf. In vorteilhaften Ausführungen trennt ein zwischen dem Arbeitsraum und den beiden Wellenlagern angeordneter Wellendichtring die beiden Wellenlager mediendicht von dem Arbeitsmedium. Dadurch wird das Arbeitsmedium, welches oft schlecht schmierende Eigenschaften besitzt, von den verschleißkritischen Wellenlagern ferngehalten, die in Weiterbildungen ihrerseits mittels eines geeigneten Schmiermittels geschmiert werden können. Die Lebensdauer der beiden Wellenlager wird dadurch erhöht. Weiterhin wird das Risiko der Kavitation des Arbeitsmediums in den Wellenlagern eliminiert. Output shaft on the conveyor thus has high efficiency in all operating conditions. In advantageous embodiments, a shaft sealing ring arranged between the working space and the two shaft bearings separates the two shaft bearings from the working medium in a media-tight manner. As a result, the working medium, which often has poor lubricating properties, kept away from the wear-critical shaft bearings, which in turn can be lubricated in further developments by means of a suitable lubricant. The life of the two shaft bearings is thereby increased. Furthermore, the risk of cavitation of the working medium in the shaft bearings is eliminated.
In vorteilhaften Weiterbildungen ist die Fluidpumpe mittels eines Einpasses zu dem Motor positioniert. Insbesondere die koaxiale Ausrichtung der Abtriebswelle zur Fördereinrichtung ist dadurch sehr exakt ausgeführt, so dass die In advantageous developments, the fluid pump is positioned by means of a Einpasses to the engine. In particular, the coaxial alignment of the output shaft to the conveyor is thereby carried out very accurately, so that the
Abtriebswelle zur Fördereinrichtung fluchtet. Die Abdichtung der Zahnkammern kann somit in engen Toleranzen erfolgen. Der Wirkungsgrad der Motor-Pumpen- Einheit wird damit optimiert. Output shaft to the conveyor is aligned. The sealing of the tooth chambers can thus take place in close tolerances. The efficiency of the motor-pump unit is thus optimized.
Vorteilhafterweise ist der Einpass als Pressverbindung zwischen dem Advantageously, the fitting is a press connection between the
Pumpengehäuse und einem Motorgehäuse des Motors ausgeführt. Dies ermöglicht eine sehr genaue koaxiale Positionierung auf einer Achse, also eine konzentrische Ausrichtung zweier Teile zueinander. Pump housing and a motor housing of the engine running. This allows a very accurate coaxial positioning on one axis, so a concentric alignment of two parts to each other.
In vorteilhaften Ausführungen umfasst die Fluidpumpe einen Deckelflansch. Der Deckelflansch ist mittels Zentrierstiften zu dem Pumpengehäuse positioniert. Der Einpass ist zwischen dem Deckelflansch und einem Motorgehäuse des Motors ausgeführt. Dadurch ist die Fluidpumpe einfach zu montieren, indem der Deckelflansch mit dem Pumpengehäuse verbunden wird und so den Arbeitsraum definiert. Durch die Zentrierstifte wird mittelbar die koaxiale bzw. radiale In advantageous embodiments, the fluid pump comprises a cover flange. The cover flange is positioned by means of centering pins to the pump housing. The fitting is made between the cover flange and a motor housing of the engine. As a result, the fluid pump is easy to assemble by the cover flange is connected to the pump housing, thus defining the working space. The centering pins indirectly the coaxial or radial
Ausrichtung der Abtriebswelle zur Fördereinrichtung sehr exakt ausgeführt. Der Wirkungsgrad der Motor-Pumpen-Einheit wird somit optimiert. Vorzugsweise ist der Einpass dabei als Pressverbindung ausgeführt. In vorteilhaften Ausführungen ist die Antriebsnabe an einem ersten Zahnrad ausgebildet. Die Fluidpumpe ist also als Zahnradpumpe ausgeführt. Orientation of the output shaft to the conveyor very accurately executed. The efficiency of the motor-pump unit is thus optimized. Preferably, the fit is designed as a press connection. In advantageous embodiments, the drive hub is formed on a first gear. The fluid pump is thus designed as a gear pump.
Zahnradpumpen haben einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad bei geringen Fertigungskosten. Gear pumps have a comparatively high efficiency with low production costs.
In vorteilhaften Weiterbildungen ist die Zahnradpumpe als Außenzahnradpumpe oder als Innenzahnradpumpe ausgeführt, wobei die Fördereinrichtung das auf der Abtriebswelle angeordnete erste Zahnrad und ein mit dem ersten Zahnrad kämmendes zweites Zahnrad umfasst. Beide Zahnräder sind in dem Arbeitsraum angeordnet. Die Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle des Motors auf das erste Zahnrad ist dadurch sehr wirkungsvoll ausgeführt. In advantageous developments, the gear pump is designed as an external gear pump or as an internal gear pump, the conveying device comprising the first gear arranged on the output shaft and a second gear meshing with the first gear. Both gears are arranged in the working space. The torque transmission from the output shaft of the motor to the first gear is thereby carried out very effectively.
Die oben beschriebenen Fluidpumpen bzw. Außenzahnradpumpen eignen sich sehr gut für die Anwendung in Abwärmerückgewinnungssystemen von The above-described fluid pumps or external gear pumps are very well suited for use in waste heat recovery systems of
Brennkraftmaschinen. Derartige Abwärmerückgewinnungssysteme verwenden oft niederviskose, schlecht schmierende Arbeitsmedien. Die erfindungsgemäße Fluidpumpe ermöglicht eine fluidische Trennung ihrer beiden Wellenlager von dem Arbeitsraum, so dass Verschleiß und Kavitation in den Wellenlagern vermindert bzw. eliminiert werden. Daher ist die erfindungsgemäße Fluidpumpe bzw. Motor-Pumpen-Einheit sehr vorteilhaft in einem Internal combustion engines. Such waste heat recovery systems often use low viscosity, poorly lubricious working media. The fluid pump according to the invention enables a fluidic separation of its two shaft bearings from the working space, so that wear and cavitation in the shaft bearings are reduced or eliminated. Therefore, the fluid pump or motor-pump unit according to the invention is very advantageous in one
Abwärmerückgewinnungssystem verwendbar. Das  Waste heat recovery system usable. The
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 Motor-Pumpen-Einheit nach einer Ausführung mit den vorhergehend beschriebenen Merkmalen ausgeführt.  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 a motor-pump unit according to an embodiment with the features described above.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Hereinafter, embodiments of the invention below
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Motor-Pumpen-Einheit des Stands der Technik in einer With reference to the accompanying drawings described in more detail. 1 shows a motor-pump unit of the prior art in one
Schnittdarstellung, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Fig. 2 eine erfindungsgemäße Motor-Pumpen-Einheit in einer Sectional view, with only the essential areas are shown. Fig. 2 shows an inventive motor-pump unit in a
Schnittdarstellung, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.  Sectional view, with only the essential areas are shown.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In Fig.1 ist eine Motor-Pumpen-Einheit 80 aus dem Stand der Technik in einer Schnittdarstellung gezeigt. Die Motor-Pumpen-Einheit 80 umfasst einen Motor 90, ausgeführt als Elektromotor, und eine Fluidpumpe 100, ausgeführt als eine1, a motor-pump unit 80 of the prior art is shown in a sectional view. The motor-pump unit 80 includes a motor 90 configured as an electric motor, and a fluid pump 100 configured as one
Außenzahnradpumpe, wobei die Außenzahnradpumpe 100 von dem External gear pump, wherein the external gear pump 100 of the
Elektromotor 90 axial verschoben dargestellt ist. Electric motor 90 is shown axially displaced.
Die Außenzahnradpumpe 100 umfasst ein Pumpengehäuse 7, einen Enddeckel 7a und einen Deckelflansch 7b. Der Enddeckel 7a und der Deckelflansch 7b sind unter Zwischenlage des Pumpengehäuses 7 durch nicht dargestellte Schrauben miteinander verspannt. Das Pumpengehäuse 7, der Enddeckel 7a und der Deckelflansch 7b begrenzen einen Arbeitsraum 20. In dem Arbeitsraum 20 sind ein erstes Zahnrad 9 und ein zweites Zahnrad 19 kämmend miteinander angeordnet und stellen so eine Fördereinrichtung 101 der Fluidpumpe 100 dar. Durch das Kämmen der beiden Zahnräder 9, 19 fördert die Fördereinrichtung 101 ein Arbeitsmedium von einem nicht dargestellten Einlass zu einem nicht dargestellten Auslass. Einlass und Auslass sind in dem The external gear pump 100 includes a pump housing 7, an end cap 7a and a lid flange 7b. The end cover 7a and the cover flange 7b are clamped together with the interposition of the pump housing 7 by screws, not shown. The pump housing 7, the end cover 7a and the cover flange 7b define a working space 20. In the working space 20, a first gear 9 and a second gear 19 are arranged in mesh with each other and thus constitute a conveyor 101 of the fluid pump 100. By the combing of the two gears 9, 19, the conveyor 101 conveys a working fluid from an inlet, not shown, to an outlet, not shown. Inlet and outlet are in the
Pumpengehäuse 7 bzw. in dem Enddeckel 7a oder in dem Deckelflansch 7b ausgebildet und münden in den Arbeitsraum 20. Pump housing 7 and formed in the end cap 7a or in the cover flange 7b and open into the working space 20th
Beide Zahnräder 9, 19 weisen eine gewisse Anzahl von Zähnen auf. Das erste Zahnrad 9 ist auf einer Antriebswelle 8 befestigt und das zweite Zahnrad 19 auf einer zur Antriebswelle 8 parallelen weiteren Welle 18. Alternativ können je einBoth gears 9, 19 have a certain number of teeth. The first gear 9 is mounted on a drive shaft 8 and the second gear 19 on a parallel to the drive shaft 8 further shaft 18. Alternatively, depending one
Zahnrad und je eine Welle auch einteilig ausgeführt sein. Die Antriebswelle 8 der Außenzahnradpumpe 100 ist mit einer Abtriebswelle 2 des Elektromotors 90 verbunden. Die beiden Wellen 8, 18 ragen jeweils durch das ihnen zugeordnete Zahnrad 9,Gear and one wave also be made in one piece. The drive shaft 8 of the external gear pump 100 is connected to an output shaft 2 of the electric motor 90. The two shafts 8, 18 each protrude through their associated gear 9,
19 und sind mit diesem fest verbunden, beispielsweise durch je einen Pressverband. Beiderseits der Zahnräder 9, 19 sind die Wellen 8, 18 gelagert. Die Lagerung erfolgt durch zwei Lagerbrillen 6, 16, wobei die Lagerbrillen 6, 16 in dem Arbeitsraum 20 angeordnet sind: eine Lagerbrille 6 ist benachbart zum Enddeckel 7a angeordnet und eine weitere Lagerbrille 16 benachbart zum Deckelflansch 7b. In beiden Lagerbrillen 6, 16 sind jeweils zwei Lagerbuchsen 17 eingepresst. Die Lagerbuchsen 17 der weiteren Lagerbrille 16 lagern die beiden Wellen 8, 18 antriebsseitig und die Lagerbuchsen 17 der Lagerbrille 6 auf der dazu gegenüberliegenden Seite der Zahnräder 9, 19. Die Lagerbuchsen 17 bilden somit Lager, genauer Gleitlager für die beiden Wellen 8, 18 aus. Alternativ können je zwei Lagerbuchsen 17 auch einteilig mit der Lagerbrille 6 bzw. mit der weiteren Lagerbrille 16 ausgeführt werden. 19 and are firmly connected to this, for example, by one each Press Association. On both sides of the gears 9, 19, the shafts 8, 18 are mounted. The storage is carried out by two bearing glasses 6, 16, wherein the bearing glasses 6, 16 are arranged in the working space 20: a bearing glasses 6 is disposed adjacent to the end cover 7a and another bearing glasses 16 adjacent to the cover flange 7b. In both bearing glasses 6, 16 are each two bushings 17 are pressed. The bushings 17 of the other bearing glasses 16 store the two shafts 8, 18 on the drive side and the bearing bushes 17 of the bearing glasses 6 on the opposite side of the gears 9, 19. The bushings 17 thus form bearings, more precisely bearings for the two shafts 8, 18 , Alternatively, two bushings 17 can also be made in one piece with the bearing goggles 6 or with the further bearing goggles 16.
Die vier Lagerbuchsen 17 haben jeweils eine Radiallagerfunktion und bilden jeweils ein Gleitlager mit der ihnen zugeordneten Welle 8, 18. Die The four bushings 17 each have a radial bearing function and each form a plain bearing with their associated shaft 8, 18. Die
Axiallagerfunktion wird durch die beiden Lagerbrillen 6, 16 erreicht: Dazu weist die Lagerbrille 6 stirnseitig eine Anschlagfläche 6a auf und die weitere Lagerbrille 16 stirnseitig eine weitere Anschlagfläche 16a. Beide Anschlagflächen 6a, 16a wirken mit beiden Zahnrädern 9, 19 zusammen. Die Anschlagfläche 6a lagert beide Zahnräder 9, 19 in der axialen Richtung zum Enddeckel 7a orientiert; die weitere Anschlagfläche 16a lagert beide Zahnräder 9, 19 in der axialen Richtung zum Deckelflansch 7b orientiert. Axial bearing function is achieved by the two bearing goggles 6, 16: For this purpose, the bearing goggles 6 on the front side a stop surface 6a and the other bearing goggles 16 frontally another stop surface 16a. Both stop surfaces 6a, 16a cooperate with both gears 9, 19. The abutment surface 6a supports both gears 9, 19 oriented in the axial direction to the end cap 7a; the further stop surface 16a supports both gears 9, 19 oriented in the axial direction to the cover flange 7b.
Alternativ zur Gleitlagerung kann die Lagerung der beiden Wellen 8, 18 auch mittels Wälzlager ausgeführt sein. Alternatively to the plain bearing, the bearing of the two shafts 8, 18 may also be designed by means of rolling bearings.
Zur Abdichtung des Arbeitsraums 20 zur Umgebung sind nicht dargestellte Dichtungen am Pumpengehäuse 7 angeordnet. Weiterhin ist ein Wellendichtring 5 am Wellendurchtrieb der Antriebswelle 8 zwischen dem Deckelflansch 7b und der Antriebswelle 8 angeordnet. To seal the working space 20 to the environment not shown seals on the pump housing 7 are arranged. Furthermore, a shaft seal 5 is arranged at the shaft drive of the drive shaft 8 between the cover flange 7b and the drive shaft 8.
Der als Elektromotor 90 ausgeführte Motor umfasst ein Motorgehäuse 25, in welchem die Abtriebswelle 2 drehbar gelagert ist. Der Elektromotor 90 umfasst weiterhin einen Stator 26 und einen Rotor 27. Der Rotor 27 ist fest mit der Abtriebswelle 2 verbunden bzw. einstückig mit dieser ausgeführt. Der Stator 26 ist ortsfest in dem Motorgehäuse 25 angeordnet. Die Abtriebswelle 2 und damit auch der Rotor 27 sind mittels eines ersten Wellenlagers 1 a und eines zweiten Wellenlagers 1 b in dem Motorgehäuse 25 gelagert. Die beiden Wellenlager 1 a, 1 b sind dazu ebenfalls in dem Motorgehäuse 25 angeordnet. Die beiden The motor designed as an electric motor 90 comprises a motor housing 25, in which the output shaft 2 is rotatably mounted. The electric motor 90 further comprises a stator 26 and a rotor 27. The rotor 27 is fixedly connected to the output shaft 2 or designed in one piece with this. The stator 26 is arranged stationarily in the motor housing 25. The output shaft 2 and thus also the rotor 27 are by means of a first shaft bearing 1 a and a second Shaft bearing 1 b stored in the motor housing 25. The two shaft bearings 1 a, 1 b are also arranged in the motor housing 25 for this purpose. The two
Wellenlager 1 a, 1 b können dabei sowohl als Wälzlager als auch als Gleitlager ausgeführt sein. Shaft bearing 1 a, 1 b can be designed both as a rolling bearing and as a sliding bearing.
Die beiden Wellenlager 1 a, 1 b sind mittels eines weiteren Wellendichtrings 3 zur Umgebung des Motors 90 abgedichtet. Dazu ist der weitere Wellendichtring 3 am Wellendurchtrieb der Abtriebswelle 2 zum Motorgehäuse 25 in radialer Richtung zwischen dem Motorgehäuse 25 und der Abtriebswelle 2 angeordnet. The two shaft bearings 1 a, 1 b are sealed by means of a further shaft seal 3 to the surroundings of the motor 90. For this purpose, the further shaft sealing ring 3 is arranged on the shaft through drive of the output shaft 2 to the motor housing 25 in the radial direction between the motor housing 25 and the output shaft 2.
Die Motor-Pumpen-Einheit 80 umfasst weiterhin eine Kupplung 4. Die Kupplung 4 ist zwischen dem Motor 90 und der Fluidpumpe 100 angeordnet und verbindet die Abtriebswelle 2 mechanisch mit der ersten Welle 8, so dass das in dem Motor 90 generierte Antriebsmoment auf die Antriebswelle 8 der Fluidpumpe 100 übertragen wird. Dazu wird die Kupplung 4 auf je eine Stirnseite von The motor-pump unit 80 further includes a clutch 4. The clutch 4 is disposed between the engine 90 and the fluid pump 100 and mechanically connects the output shaft 2 to the first shaft 8 so that the drive torque generated in the motor 90 is applied to the drive shaft 8 of the fluid pump 100 is transmitted. For this purpose, the clutch 4 on each one end face of
Abtriebswelle 2 und Antriebswelle 8 gesteckt. Output shaft 2 and drive shaft 8 inserted.
Zur koaxialen Ausrichtung von Abtriebswelle 2 zu Antriebswelle 8 werden das Pumpengehäuse 7 und das Motorgehäuse 25 mittels eines Einpasses 1 1 zueinander ausgerichtet. Der Einpass 1 1 umfasst eine an dem Motorgehäuse 25 ausgebildete Führungsfläche 1 1 a und eine an dem Pumpengehäuse 7 ausgebildete Positionierfläche 1 1 b, die beide zylindrisch geformt sind und im montierten Zustand eine Spielpassung oder auch einen Pressverband bilden. Durch diese Ausrichtung des Motorgehäuses 25 zu dem Pumpengehäuse 7 sind die beiden Wellenlager 1 a, 1 b des Motorgehäuses 25 koaxial zu den For coaxial alignment of output shaft 2 to drive shaft 8, the pump housing 7 and the motor housing 25 are aligned by means of a Einpasses 1 1 to each other. The fitting 1 1 comprises a formed on the motor housing 25 guide surface 1 1 a and formed on the pump housing 7 positioning 1 1 b, both of which are cylindrically shaped and form a clearance fit or a press fit in the assembled state. By this orientation of the motor housing 25 to the pump housing 7, the two shaft bearings 1 a, 1 b of the motor housing 25 coaxial with the
Lagerbuchsen 17 der Antriebswelle 8 ausgerichtet, und damit sind auch die Abtriebswelle 2 des Motors 90 und die Antriebswelle 8 der Fluidpumpe 100 koaxial zueinander ausgerichtet. Der Rundlauf der beiden Wellen 2, 8 ist somit optimiert. Bearing bushes 17 of the drive shaft 8 aligned, and thus the output shaft 2 of the motor 90 and the drive shaft 8 of the fluid pump 100 are aligned coaxially with each other. The concentricity of the two shafts 2, 8 is thus optimized.
Dennoch ergeben sich aufgrund von Maß- und Lagetoleranzen Abweichungen in der Koaxialität zwischen Abtriebswelle 2 und Antriebswelle 8. Nevertheless, due to dimensional and position tolerances deviations in the coaxiality between the output shaft 2 and the drive shaft. 8
In Fig.2 zeigt eine erfindungsgemäße Motor-Pumpen-Einheit 80 in einer 2 shows a motor-pump unit 80 according to the invention in one
Schnittdarstellung, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Der Motor 90 und die Fluidpumpe 100 weisen dabei eine gemeinsame Welle 2 auf. Die Abtriebswelle 2 des als Elektromotor ausgeführten Motors 90 ist auch die Antriebswelle der als Außenzahnradpumpe ausgeführten Fluidpumpe 100. Sectional view, with only the essential areas are shown. The motor 90 and the fluid pump 100 in this case have a common shaft 2. The output shaft 2 of the motor 90 designed as an electric motor is also the drive shaft of the fluid pump 100 designed as an external gear pump.
Dadurch entfallen die erste Welle 8 und die die erste Welle 8 lagernden This eliminates the first shaft 8 and the first shaft 8 superimposed
Lagerbuchsen 17 der Fluidpumpe 100 aus dem Stand der Technik nach Fig.1. Weiterhin entfällt die Kupplung 4 zum Verbinden der beiden Wellen 2, 8. Bushings 17 of the fluid pump 100 of the prior art according to Fig.1. Furthermore, the coupling 4 is omitted for connecting the two shafts 2, 8.
Damit umfasst die Motor-Pumpen-Einheit 80 die Fluidpumpe 100 und den Motor 90. Der Motor 90 weist die Abtriebswelle 2 auf, welche durch das erste Thus, the motor-pump unit 80 includes the fluid pump 100 and the motor 90. The motor 90 has the output shaft 2, which by the first
Wellenlager 1 a und das zweite Wellenlager 1 b in dem Motorgehäuse 25 gelagert ist. Die Abtriebswelle 2 ragt aus dem Motorgehäuse 25 heraus und tritt in das Pumpengehäuse 7 ein. Im Arbeitsraum 20 der Fluidpumpe 100 ist eine Shaft bearing 1 a and the second shaft bearing 1 b is mounted in the motor housing 25. The output shaft 2 projects out of the motor housing 25 and enters the pump housing 7. In the working space 20 of the fluid pump 100 is a
Antriebsnabe 102 der Fördereinrichtung 101 auf der Abtriebswelle 2 befestigt. Da in der Ausführung der Fig.2 die Fluidpumpe 100 als Außenzahnradpumpe ausgeführt ist, ist die Antriebsnabe 102 an dem ersten Zahnrad 9 ausgebildet. Drive hub 102 of the conveyor 101 mounted on the output shaft 2. Since in the embodiment of FIG. 2 the fluid pump 100 is designed as an external gear pump, the drive hub 102 is formed on the first gear 9.
Das zweite Zahnrad 19 ist auf einem an dem Pumpengehäuse 7 angeordneten Gehäusezapfen 7c gelagert. Dazu ist das zweite Zahnrad 19 topfförmig gestaltet. Alternativ wären jedoch auch andere Lagerungen des zweiten Zahnrads 19 möglich, beispielsweise mittels Lagerbuchsen, wie im Stand der Technik beschrieben. The second gear 19 is mounted on a arranged on the pump housing 7 housing pin 7c. For this purpose, the second gear 19 is cup-shaped. Alternatively, however, other bearings of the second gear 19 would be possible, for example by means of bearing bushes, as described in the prior art.
Die Fluidpumpe 100 kann in zur Außenzahnradpumpe alternativen Ausführungen beispielsweise auch als Innenzahnradpumpe oder Flügelzellenpumpe ausgeführt sein. In beiden Fällen entspricht die Antriebswelle der Fluidpumpe 100 der Abtriebswelle 2 des Motors 90. Bei der Innenzahnradpumpe ist die Abtriebswelle 2 vorzugsweise mit dem inneren Zahnrad, also mit dem Ritzel verbunden. Bei der Flügelzellenpumpe ist vorzugsweise der Rotor fest mit der Abtriebswelle 2 verbunden, während die Flügel vorzugsweise nicht rotieren. The fluid pump 100 may be embodied in alternative embodiments of the external gear pump, for example, as an internal gear pump or vane pump. In both cases, the drive shaft of the fluid pump 100 corresponds to the output shaft 2 of the motor 90. In the internal gear pump, the output shaft 2 is preferably connected to the inner gear, so with the pinion. In the vane pump, preferably, the rotor is fixedly connected to the output shaft 2, while preferably the blades do not rotate.
In vorteilhaften Ausführungen ist die Antriebsnabe 102 bzw. das erste Zahnrad 9 axial beweglich als ein Loslager 13 auf der Abtriebswelle 2 angeordnet, so dass hohe Drehmomente übertragen und axiale Toleranzen bzw. Wärmedehnungen ausgeglichen werden können. Das Loslager 13 der Abtriebswelle 2 zum ersten Zahnrad 9 kann beispielsweise mittels einer oder mehrere Passfedern oder mittels einer Keilwellenverbindung erfolgen. Dadurch ist die axiale Beweglichkeit der Abtriebswelle 2 von der Fluidpumpe 100 entkoppelt. Dies gilt für sämtliche Ausführungen der Fluidpumpe 100, insbesondere für Außenzahnradpumpen, für Innenzahnradpumpen und für Flügelzellenpumpen. In advantageous embodiments, the drive hub 102 and the first gear 9 is arranged axially movable as a movable bearing 13 on the output shaft 2, so that high torques can be transmitted and axial tolerances or thermal expansion can be compensated. The floating bearing 13 of the output shaft 2 to the first gear 9 can be done for example by means of one or more feather keys or by means of a splined connection. As a result, the axial mobility of the output shaft 2 is decoupled from the fluid pump 100. This applies to all Embodiments of the fluid pump 100, in particular for external gear pumps, for internal gear pumps and for vane pumps.
Zur Verbesserung der Abdichtung des Arbeitsraums 20 und des Durchtriebs der Abtriebswelle 2 durch den Deckelflansch 7b ist die Abtriebswelle 2 To improve the sealing of the working space 20 and the drive through the output shaft 2 through the cover flange 7b, the output shaft is the second
vorteilhafterweise exakt zum Pumpengehäuse 7 positioniert. Dadurch erfolgt die Abdichtung der Zahnkammern zum Pumpengehäuse 7 in engen Toleranzen, so dass die Leckage minimiert wird, und der volumetrische Wirkungsgrad der Fluidpumpe 100 wird gesteigert. Die exakte Positionierung erfolgt vorzugsweise durch den Einpass 1 1 zwischen Motorgehäuse 25 und Pumpengehäuse 7 oder durch Zentrierstifte 10, die den Deckelflansch 7b zu dem Pumpengehäuse 7 ausrichten. Vorzugsweise werden jedoch sowohl der Einpass 1 1 als auch die Zentrierstifte 10 verwendet, wobei beide Passungen mit oder ohne Presssitz ausgeführt sein können. advantageously positioned exactly to the pump housing 7. Thereby, the sealing of the tooth chambers to the pump housing 7 is made in close tolerances, so that the leakage is minimized, and the volumetric efficiency of the fluid pump 100 is increased. The exact positioning is preferably carried out by the fitting 1 1 between the motor housing 25 and pump housing 7 or by centering pins 10, which align the cover flange 7b to the pump housing 7. Preferably, however, both the Einpass 1 1 and the centering pins 10 are used, both fits can be performed with or without interference fit.
In vorteilhaften Ausführungen verwendet die Motor-Pumpen-Einheit 80 lediglich einen einzigen Wellendichtring 5 zur Abdichtung des Arbeitsraums 20 zu den Wellenlagern 1 a, 1 b. Dieser ist in der Ausführung der Fig.2 in radialer Richtung zwischen der Abtriebswelle 2 und dem Motorgehäuse 25 angeordnet. Der Wellendichtring 5 kann alternativ aber auch zum Pumpengehäuse 7 bzw. zumIn advantageous embodiments, the motor-pump unit 80 uses only a single shaft seal 5 for sealing the working space 20 to the shaft bearings 1 a, 1 b. This is arranged in the embodiment of Figure 2 in the radial direction between the output shaft 2 and the motor housing 25. The shaft seal 5 may alternatively but also to the pump housing 7 and zum
Deckelflansch 7b angeordnet sein. Cover flange 7b to be arranged.
An der dem Motor 90 gegenüberliegenden Seite wirken die Zahnräder 9, 19 mit einer Dichtscheibe 12 zusammen, welche in dem Pumpengehäuse 7 angeordnet ist. Die Dichtscheibe 12 kann dabei fest mit dem Pumpengehäuse 7 verbunden sein, oder auch schwimmend in diesem gelagert sein. In der Ausführung der Fig.2 ist die Dichtscheibe 12 zwischen den Stirnseiten der Zahnräder 9, 19 und dem Enddeckel 7b angeordnet. Die Dichtscheibe 12 dient dabei der axialen Abdichtung der Zahnkammern und ist dementsprechend vorzugsweise aus einem tribologisch günstigen Material ausgeführt. On the opposite side of the motor 90, the gears 9, 19 cooperate with a sealing washer 12, which is arranged in the pump housing 7. The sealing washer 12 can be firmly connected to the pump housing 7, or be stored floating in this. In the embodiment of Figure 2, the sealing washer 12 is disposed between the end faces of the gears 9, 19 and the end cover 7b. The sealing disc 12 serves the axial sealing of the tooth chambers and is accordingly preferably made of a tribologically favorable material.
Die dargestellte Fluidpumpe 100 ist sehr gut für schlecht schmierende, niederviskose Arbeitsmedien geeignet, wie sie beispielsweise in The illustrated fluid pump 100 is very well suited for low-lubricating, low-viscosity working media, as they are for example in
Abwärmerückgewinnungssystemen für Brennkraftmaschinen verwendet werden. In besonders vorteilhaften Ausführungen ist die erfindungsgemäße Motor-Waste heat recovery systems are used for internal combustion engines. In particularly advantageous embodiments, the engine according to the invention
Pumpen-Einheit 80 demzufolge in einem Abwärmerückgewinnungssystem einer Brennkraftmaschine angeordnet, wobei die Fluidpumpe 100 dazu nicht notwendigerweise als Außenzahnradpumpe ausgeführt sein muss. Der Pump unit 80 therefore in a waste heat recovery system a Internal combustion engine arranged, wherein the fluid pump 100 does not necessarily have to be designed as external gear pump. Of the
Brennkraftmaschine wird Sauerstoff über eine Luftzufuhr zugeführt; das nach dem Verbrennungsvorgang ausgestoßene Abgas wird durch eine Abgasleitung aus der Brennkraftmaschine abgeführt. Internal combustion engine is supplied oxygen via an air supply; the exhaust gas discharged after the combustion process is discharged from the engine through an exhaust pipe.
Das Abwärmerückgewinnungssystem weist einen ein Arbeitsmedium führenden Kreislauf auf, der in Flussrichtung des Arbeitsmediums eine Speisefluidpumpe, einen Verdampfer, eine Expansionsmaschine und einen Kondensator umfasst. Das Arbeitsmedium kann nach Bedarf über eine Stichleitung aus einem The waste heat recovery system comprises a circuit carrying a working medium comprising, in the flow direction of the working medium, a feed fluid pump, an evaporator, an expansion machine and a condenser. The working medium can be made as needed via a spur line from a
Sammelbehälter und eine Ventileinheit in den Kreislauf eingespeist werden. Der Sammelbehälter kann dabei alternativ auch in den Kreislauf eingebunden sein.  Sump and a valve unit are fed into the circuit. The collecting container can alternatively be integrated into the circulation.
Der Verdampfer ist an die Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeschlossen, nutzt also die Wärmeenergie des Abgases der Brennkraftmaschine. The evaporator is connected to the exhaust pipe of the internal combustion engine, thus uses the heat energy of the exhaust gas of the internal combustion engine.
Flüssiges Arbeitsmedium wird durch die Speisefluidpumpe, gegebenenfalls aus dem Sammelbehälter, in den Verdampfer gefördert und dort durch die Liquid working fluid is conveyed through the feed fluid pump, possibly from the reservoir into the evaporator and there through the
Wärmeenergie des Abgases der Brennkraftmaschine verdampft. Das verdampfte Arbeitsmedium wird anschließend in der Expansionsmaschine unter Abgabe mechanischer Energie, beispielsweise an einen nicht dargestellten Generator oder an ein nicht dargestelltes Getriebe, entspannt. Anschließend wird das Arbeitsmedium im Kondensator wieder verflüssigt und in den Sammelbehälter zurückgeführt bzw. der Speisefluidpumpe zugeführt. Heat energy of the exhaust gas of the internal combustion engine evaporates. The vaporized working medium is then in the expansion machine under release of mechanical energy, for example, to a generator, not shown, or to a non-illustrated transmission relaxed. Subsequently, the working medium in the condenser is liquefied again and returned to the collecting container or fed to the feed fluid pump.
Die Speisefluidpumpe des Abwärmerückgewinnungssystems ist dabei eine Fluidpumpe 100 einer Motor-Pumpen-Einheit 80 nach einer der obigen The feed fluid pump of the waste heat recovery system is a fluid pump 100 of a motor-pump unit 80 according to one of the above
Ausführungen. Diese eignen sich besonders gut für ein Versions. These are especially good for one
Abwärmerückgewinnungssystem, da sie auch für schlecht schmierende Waste heat recovery system, as it also for bad lubricating
Arbeitsmedien mit sehr niedrigen Viskositäten geeignet sind. Durch die Trennung der beiden Wellenlager la, lb vom Arbeitsmedium der Fluidpumpe 100 wird zum einen die Kavitationsgefahr in den Wellenlagern la, lb minimiert. Zum anderen können zur Schmierung der Wellenlager la, lb deutlich bessere Schmierstoffe als das Arbeitsmedium der Fluidpumpe 100 verwendet werden. Der Verschleiß in den Wellenlagern la, lb wird dadurch deutlich reduziert. Die Fluidpumpe 100 ist somit auch für Betriebstemperaturen geeignet, welche nahe an der Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums liegen und somit insbesondere für die Verwendung in Abwärmerückgewinnungssystemen geeignet sind. Working media with very low viscosities are suitable. By separating the two shaft bearings 1a, 1b from the working medium of the fluid pump 100, on the one hand the risk of cavitation in the shaft bearings 1a, 1b is minimized. On the other hand, significantly better lubricants than the working medium of the fluid pump 100 can be used for lubricating the shaft bearings 1a, 1b. The wear in the shaft bearings la, lb is thereby significantly reduced. The fluid pump 100 is thus also suitable for operating temperatures which are close to the evaporation temperature of the working medium and are therefore particularly suitable for use in waste heat recovery systems.

Claims

Ansprüche claims
1. Motor-Pumpen-Einheit (80) mit einem Motor (90) und mit einer FluidpumpeA motor-pump unit (80) having a motor (90) and a fluid pump
(100) , wobei die Fluidpumpe (100) ein Pumpengehäuse (7) aufweist, wobei in dem Pumpengehäuse (7) ein Einlass und ein Auslass ausgebildet sind, wobei das Pumpengehäuse (7) einen Arbeitsraum (20) begrenzt, wobei in dem Arbeitsraum (20) ein Arbeitsmedium mittels einer Fördereinrichtung(100), wherein the fluid pump (100) comprises a pump housing (7), wherein in the pump housing (7) an inlet and an outlet are formed, wherein the pump housing (7) defines a working space (20), wherein in the working space ( 20) a working medium by means of a conveyor
(101) von dem Einlass zu dem Auslass förderbar ist, wobei der Motor (90) eine Abtriebswelle (2) zur Drehmomentübertragung aufweist, wobei die Abtriebswelle (2) mittels eines ersten Wellenlagers (la) und mittels eines zweiten Wellenlagers (lb) in dem Motor (90) gelagert ist, wobei die (101) is conveyable from the inlet to the outlet, wherein the motor (90) has a drive output shaft (2), wherein the output shaft (2) by means of a first shaft bearing (la) and by means of a second shaft bearing (lb) in the Motor (90) is mounted, wherein the
Fördereinrichtung (101) eine Antriebsnabe (102) aufweist,  Conveyor (101) has a drive hub (102),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Antriebsnabe (102) auf der Abtriebswelle (2) angeordnet ist.  the drive hub (102) on the output shaft (2) is arranged.
2. Motor-Pumpen-Einheit (80) nach Anspruch 1 2. Motor-pump unit (80) according to claim 1
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Antriebsnabe (102) mittels eines Loslagers (13), vorzugsweise einer Passfederverbindung oder einer Keilwellenverbindung, auf der Abtriebswell (2) angeordnet ist.  the drive hub (102) by means of a movable bearing (13), preferably a keyway or a splined connection, on the output shaft (2) is arranged.
3. Motor-Pumpen-Einheit (80) nach Anspruch 1 oder 2 3. motor-pump unit (80) according to claim 1 or 2
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein zwischen dem Arbeitsraum (20) und den beiden Wellenlagern (la, lb) angeordneter Wellendichtring (5) die beiden Wellenlager (la, lb) mediendicht von dem Arbeitsmedium trennt.  a between the working space (20) and the two shaft bearings (la, lb) arranged shaft seal (5), the two shaft bearings (la, lb) media-dense separates from the working fluid.
4. Motor-Pumpen-Einheit (80) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 4. Motor-pump unit (80) according to one of claims 1 to 3
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Fluidpumpe (100) mittels eines Einpasses (11) zu dem Motor (90) positioniert ist.  the fluid pump (100) is positioned by means of a fitting (11) to the motor (90).
5. Motor-Pumpen-Einheit (80) nach Anspruch 4 5. motor-pump unit (80) according to claim 4
dadurch gekennzeichnet, dass der Einpass (11) als Pressverbindung zwischen dem Pumpengehäuse (7) und einem Motorgehäuse (25) des Motors (90) ausgeführt ist. characterized in that the fitting (11) is designed as a press connection between the pump housing (7) and a motor housing (25) of the motor (90).
Motor-Pumpen-Einheit (80) nach Anspruch 4 Motor-pump unit (80) according to claim 4
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Fluidpumpe (100) einen Deckelflansch (7b) umfasst, wobei der the fluid pump (100) comprises a cover flange (7b), wherein the
Deckelflansch (7b) mittels Zentrierstiften (10) zu dem Pumpengehäuse (7) positioniert ist, wobei der Einpass (11) zwischen dem Deckelflansch (7b) und einem Motorgehäuse (25) des Motors (90) ausgeführt ist, vorzugsweise als Pressverbindung. Cover flange (7b) by means of centering pins (10) to the pump housing (7) is positioned, wherein the fitting (11) between the cover flange (7b) and a motor housing (25) of the motor (90) is carried out, preferably as a press connection.
Motor-Pumpen-Einheit (80) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 Motor-pump unit (80) according to one of claims 1 to 6
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Antriebsnabe (102) an einem ersten Zahnrad (9) ausgebildet ist. the drive hub (102) is formed on a first gear (9).
Motor-Pumpen-Einheit (80) nach Anspruch 7 Motor-pump unit (80) according to claim 7
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Fluidpumpe (100) als Außenzahnradpumpe oder als the fluid pump (100) as an external gear pump or as
Innenzahnradpumpe ausgeführt ist, wobei die Fördereinrichtung (101) das auf der Abtriebswelle (2) angeordnete erste Zahnrad (9) und ein mit dem ersten Zahnrad (9) kämmendes zweites Zahnrad (19) umfasst, wobei die beiden Zahnräder (9, 19) in dem Arbeitsraum (20) angeordnet sind. Internal gear pump is executed, wherein the conveyor (101) on the output shaft (2) arranged first gear (9) and with the first gear (9) meshing second gear (19), wherein the two gears (9, 19) in the working space (20) are arranged.
Abwärmerückgewinnungssystem mit einem ein Arbeitsmedium führenden Kreislauf, wobei der Kreislauf in Flussrichtung des Arbeitsmediums eine Speisefluidpumpe, einen Verdampfer, eine Expansionsmaschine und einen Kondensator umfasst, Waste heat recovery system comprising a working medium carrying 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,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Speisefluidpumpe als Motor-Pumpen-Einheit (80) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführt ist. the feed fluid pump is designed as a motor-pump unit (80) according to one of claims 1 to 8.
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