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Patent Searching and Data


Title:
EXTERNAL GEAR PUMP FOR A WASTE-HEAT RECOVERY SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/114932
Kind Code:
A2
Abstract:
An external gear pump has a housing. The housing defines a working chamber. A first gear mounted on a first shaft and a second gear mounted on a second shaft mesh inside the working chamber. At least one slide bearing for each shaft is arranged in the housing for radially bearing the two shafts. Annular channels hydraulically connected to the working chamber are provided for cooling the respective slide bearings.

Inventors:
BRANCZEISZ JAKOB (DE)
RIEDLE MATTHIAS (DE)
MAIER EBERHARD (DE)
KORTE TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/083517
Publication Date:
June 28, 2018
Filing Date:
December 19, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F04C2/08; F04C2/18; F04C15/00
Foreign References:
DE4309859A11994-09-29
DE102013205648A12014-07-03
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Claims:
Ansprüche

Außenzahnradpumpe (1) mit einem Gehäuse (2), wobei das Gehäuse (2) einen Arbeitsraum (6) begrenzt, wobei in dem Arbeitsraum (6) ein auf einer ersten Welle (21) angeordnetes erstes Zahnrad (11) und ein auf einer zweiten Welle (22) angeordnetes zweites Zahnrad (12) miteinander kämmend angeordnet sind, wobei zur radialen Lagerung der beiden Wellen (21, 22) jeweils mindestens ein Gleitlager (71, 72, 73, 74) in dem Gehäuse (2) angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

zur Kühlung der Gleitlager (71, 72, 73, 74) jeweils ein hydraulisch mit dem Arbeitsraum (6) verbundener Ringkanal (32_1, 32_2, 32_3, 32_4) ausgebildet ist.

Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, dass

die Gleitlager (71, 72, 73, 74) jeweils eine Lagerbuchse (91, 92, 93, 94) umfassen, welche mit der entsprechenden Welle (21, 22) radial zusammenwirken.

Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 2

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ringkanäle (32_1, 32_2, 32_3, 32_4) die entsprechende Lagerbuchse (91, 92, 93, 94) außen umgebend angeordnet sind, vorzugsweise um mindestens 270° umlaufend.

Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 3

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ringkanäle (32_1, 32_2, 32_3, 32_4) über nahezu die gesamte Läng der entsprechenden Lagerbuchse (91, 92, 93, 94) ausgebildet sind.

5. Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4

dadurch gekennzeichnet, dass

in der Lagerbuchse (91, 92, 93, 94) ein hydraulisch mit dem Ringkanal (32_1, 32_2, 32_3, 32_4) verbundener Einspritzkanal (33_1, 33_2, 33_3, 33_4) ausgebildet ist, wobei der Einspritzkanal (33_1, 33_2, 33_3, 33_4) in Rotationsrichtung (R21, R22) der Welle (21, 22) unmittelbar vor dem Druckfeld (p71, p72, p73, p74) zwischen der Lagerbuchse (91, 92, 93, 94) und der Welle (21, 22) in den entsprechenden Schmierspalt (71a, 72a, 73a, 74a) des Gleitlagers (71, 72, 73, 74) mündet.

6. Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5

dadurch gekennzeichnet, dass

die mit der Lagerbuchse (91, 92, 93, 94) zusammenwirkende Lauffläche (211, 212, 221, 222) der Welle (21, 22) konturiert ist, vorzugsweise ballig oder mit Kantenabfall.

7. Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis6

dadurch gekennzeichnet, dass

die Lagerbuchse (91 , 92, 93, 94) aus SiC (Siliziumcarbid), oder PTFE (Polytetrafluorethylen) ausgeführt ist.

8. Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuse (2) zumindest eine Lagerbrille (30, 40) umfasst, wobei zumindest eine Lagerbuchse (91, 92, 93, 94) in der Lagerbrille (30, 40) angeordnet ist.

9. Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 8

dadurch gekennzeichnet, dass

in der Lagerbrille (30, 40) pro Gleitlager (71, 72, 73, 74) eine

Ausnehmung (30_1, 40_2, 30_3, 40_4) ausgebildet ist, wobei die

Ausnehmung (30_1, 40_2, 30_3, 40_4) in radialer Richtung des jeweiligen Druckfelds (p71, p72, p73, p74) des Gleitlagers (71, 72, 73, 74) angeordnet ist.

10. Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 8 oder 9

dadurch gekennzeichnet, dass

jeweils zwei Ringkanäle (32_1, 32_2, 32_3, 32_4) in der Lagerbrille (30, 40) ausgebildet sind.

11. Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 2

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuse (2) zumindest eine Lagerbrille (30, 40) umfasst, wobei zumindest eine Lagerbuchse (91, 92, 93, 94) in der Lagerbrille (30, 40) angeordnet ist, wobei die Lagerbrille (30, 40) ein Axiallager für zumindest ein Zahnrad (11, 12) ausbildet.

12. Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 11

dadurch gekennzeichnet, dass

das Axiallager einen Leckagepfad (34_1, 34_2, 34_3, 34_4) von dem Arbeitsraum (6) zu dem zugeordneten Ringkanal (32_1, 32_2, 32_3, 32_4) des Gleitlagers (71, 72, 73, 74) ausbildet.

13. Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 12

dadurch gekennzeichnet, dass

der Ringkanal (32_1, 32_2, 32_3, 32_4) zwischen dem Gleitlager (71, 72, 73, 74) und dem Zahnrad (11, 12) angeordnet ist.

14. Außenzahnradpumpe (1) nach Anspruch 12 oder 13

dadurch gekennzeichnet, dass

der Ringkanal (32_1, 32_2, 32_3, 32_4) in einen Schmierspalt (71a, 72a, 73a, 74a) des Gleitlagers (71, 72, 73, 74) mündet.

15. Abwärmerückgewinnungssystem mit einem ein Arbeitsmedium führenden Kreislauf, wobei der Kreislauf in Flussrichtung des Arbeitsmediums eine Speisefluidpumpe, einen Verdampfer, eine Expansionsmaschine und einen Kondensator umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Speisefluidpumpe als Außenzahnradpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgeführt ist.

Description:
Beschreibung

Titel

Außenzahnradpumpe für ein Abwärmerückgewinnungssvstem

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Außenzahnradpumpe, insbesondere ausgeführt als Speisefluidpumpe eines Abwärmerückgewinnungssystems einer Brennkraftmaschine.

Stand der Technik

Fluidförderpumpen sind vielfach aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise als Außenzahnradpumpen aus der Offenlegungsschrift DE 43 09 859 A1.

Weiterhin ist auch die prinzipielle Anordnung von Speisefluidpumpen innerhalb eines Abwärmerückgewinnungssystems einer Brennkraftmaschine bekannt, beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2013 205 648 A1. Jedoch lassen die bekannten Dokumente offen, wie die Speisefluidpumpe auch mit aggressiven Arbeitsmedien von Abwärmerückgewinnungssystemen, welche insbesondere eine sehr niedrige Viskosität aufweisen, mit möglichst langer Lebensdauer betrieben werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Außenzahnradpumpe hat demgegenüber den Vorteil, dass sie für niederviskose, schlecht schmierende Arbeitsmedien eingesetzt werden kann. Weiterhin vermeidet die Außenzahnradpumpe Kavitationsschäden in den Gleitlagern und kann so auch für Betriebstemperaturen nahe an der Verdampfungstemperatur des zu fördernden Arbeitsmediums eingesetzt werden. Daher eignet sich die Außenzahnradpumpe insbesondere für Abwärmerückgewinnungssysteme von Brennkraftmaschinen, welche oft niederviskose Arbeitsmedien verwenden. Dazu weist die Außenzahnradpumpe ein Gehäuse auf. Das Gehäuse begrenzt einen Arbeitsraum. In dem Arbeitsraum sind ein auf einer ersten Welle angeordnetes erstes Zahnrad und ein auf einer zweiten Welle angeordnetes zweites Zahnrad miteinander kämmend angeordnet. Zur radialen Lagerung der beiden Wellen ist jeweils mindestens ein Gleitlager in dem Gehäuse angeordnet. Zur Kühlung der Gleitlager ist jeweils ein hydraulisch mit dem Arbeitsraum verbundener Ringkanal ausgebildet. Die Verbindung eines Zahnrads mit einer Welle kann dabei sowohl einstückig als auch zweistückig sein.

Vorzugsweise ist der Ringkanal das Gleitlager außen umgebend angeordnet, idealerweise um mindestens 270° umlaufend. Dadurch wird das Gleitlager umspült, so dass durch die erzwungene Konvektion ein guter Wärmeübergang zwischen dem umströmendem Arbeitsmedium und dem Gleitlager gegeben ist. Entsprechend gut ist der Kühleffekt für das Gleitlager. Je nach Bauart der Außenzahnradpumpe sind vorteilhafterweise entweder ein oder zwei Gleitlager pro Welle angeordnet. Durch die Kühlung wird einerseits die Kavitationsbildung verringert, und andererseits wird die Viskosität des Arbeitsmediums und damit die Schmierfähigkeit erhöht. Beides reduziert den Verschleiß in den Gleitlagern. Vorteilhaft ist dabei eine große Konvektionsfläche des Ringkanals gepaart mit einer hohen Durchströmung.

In vorteilhaften Ausführungen umfassen die Gleitlager jeweils eine Lagerbuchse, welche mit der entsprechenden Welle radial zusammenwirkt. Dadurch ist ein leistungsfähiges und dennoch günstiges Gleitlager realisiert, welches gut zu kühlen ist.

Vorzugsweise sind die Ringkanäle die entsprechende Lagerbuchse außen umgebend angeordnet, also ein Ringkanal pro Lagerbuchse. Dadurch wird die Lagerbuchse direkt an ihrer der Welle abgewandten Seite gekühlt. Die

Ringkanäle verlaufen dabei vorzugsweise um mindestens 270° um die zugeordnete Lagerbuchse. In vorteilhaften Ausführungen sind die Ringkanäle über nahezu die gesamte Länge der entsprechenden Lagerbuchse ausgebildet. Dadurch werden die Lagerbuchsen sehr wirksam über die gesamten Lagerlängen gekühlt. In vorteilhaften Ausbildungen ist in der Lagerbuchse ein hydraulisch mit dem

Ringkanal verbundener Einspritzkanal ausgebildet. Der Einspritzkanal mündet in Rotationsrichtung der Welle unmittelbar vor dem Druckfeld zwischen der

Lagerbuchse und der Welle in den entsprechenden Schmierspalt des Gleitlagers. Dadurch wird die zunächst zur Kühlung des Gleitlagers verwendete Menge des Arbeitsmediums anschließend in den Schmierspalt zur Schmierung des Kontakts zischen Welle und Lagerbuchse eingespritzt. Idealerweise bildet sich so unmittelbar vor dem Kontakt zwischen Welle und Lagerbuchse ein Schmierkeil aus, welcher quasi in den Kontakt, also in das Druckfeld eingezogen wird.

Dadurch werden die tribologischen Bedingungen im Kontakt verbessert, idealerweise wird ein hydrodynamischer Kontakt erzielt. Entsprechend wird der

Verschleiß des Gleitlagers verringert und demzufolge die Lebensdauer des Gleitlagers erhöht. Selbstverständlich kann diese Ausführung für alle Gleitlager der Außenzahnradpumpe umgesetzt werden. Vorzugsweise werden die Ringkanäle der Gleitlager dabei mit Arbeitsmedium aus dem Druckbereich der Außenzahnradpumpe versorgt, um das

Arbeitsmedium unter Druck in den Schmierspalt einspritzen zu können und so die Hydrodynamik zu verbessern. Vorzugsweise ist jeder Ringkanal also hydraulisch mit einem Auslassbereich der Außenzahnradpumpe verbunden und wird durch diesen gespeist.

In vorteilhaften Weiterbildungen ist die mit der Lagerbuchse zusammenwirkende Lauffläche der Welle konturiert, vorzugsweise ballig oder mit Kantenabfall.

Dadurch wird eine vergleichsweise homogene Kontaktdruckverteilung zwischen Welle und Lagerbuchse erzielt, Druckpeaks - insbesondere Kantenträger - werden verhindert. Demzufolge ist der Verschleiß der beiden kontaktierenden Bauteile minimiert. Alternativ kann auch die Lagerbuchse mit einer

entsprechenden Kontur versehen sein. Vorzugsweise ist die Lagerbuchse aus SiC (Siliziumcarbid), oder PTFE

(Polytetrafluorethylen) ausgeführt, da dies besonders gute tribologische Eigenschaften zur Folge hat, insbesondere einen reduzierten Reibwert. Die aktive Kühlung des Gleitlagers durch den Ringkanal ermöglicht ein

vergleichsweise günstigeres Lagermaterial für die Lagerbuchse. Andernfalls müssten sehr hochwertige, robuste Materialien eingesetzt werden, die der mechanischen und thermischen Belastung widerstehen können. Im Falle der Verwendung von PTFE ist die Lagerbuchse vorzugsweise als Mehrstofflager ausgeführt, mit einem Stahlrücken und einer dünnen Schicht aus PTFE für die Lauffläche des Gleitlagers.

In vorteilhaften Weiterbildungen umfasst das Gehäuse zumindest eine

Lagerbrille, je nach Bauart der Außenzahnradpumpe auch zwei Lagerbrillen. In jeder Lagerbrille sind dabei zumindest eine Lagerbuchse, vorzugsweise jedoch zwei Lagerbuchsen angeordnet. Dadurch kann die Positioniergenauigkeit der Zahnräder und Wellen erhöht werden. Eine größere Laufruhe und ein

verminderter Verschleiß sind die Folge.

Vorteilhafterweise kann eine Axialfelddichtung zwischen einer Lagerbrille und dem weiteren Gehäuse angeordnet sein. Die Axialfelddichtungen unterteilen die Räume zwischen der Lagerbrille und dem weiteren Gehäuse jeweils in einen Niederdruckraum und einen Hochdruckraum. Durch das Prinzip der

Außenzahnradpumpe unterliegen die Stirnseiten der Zahnräder lokal unterschiedlichen Fluiddrücken in dem Spalt zwischen den Zahnrädern und der zugehörigen Lagerbrille. Dementsprechend würde der Spalt im Bereich höherer Drücke größer sein als im Bereich niedriger Drücke. Diesem Effekt wird entgegengesteuert, indem die Rückseite der Lagerbrille mit einer ähnlichen Druckbelastung beaufschlagt wird, wie die den Zahnrädern zugewandte

Vorderseite der Lagerbrille. Dies wird durch die Axialfelddichtung erreicht, welche die Rückseite einer Lagerbrille in einen Hochdruckbereich und einen

Niederdruckbereich unterteilt. Dadurch ist die Lagerbrille quasi

druckausgeglichen und vorzugsweise stellt sich so ein über den Umfang der Zahnräder konstanter Spalt von den Zahnrädern zu den Lagerbrillen ein. Im Fall der Verwendung von zwei Lagerbrillen kann selbstverständlich auch für die weitere Lagerbrille eine entsprechende weitere Axialfelddichtung verwendet werden. In vorteilhaften Weiterbildungen ist in der Lagerbrille pro Gleitlager eine

Ausnehmung ausgebildet. Die Ausnehmung ist in radialer Richtung des jeweiligen Druckfelds des Gleitlagers angeordnet, und zwar direkt unter der Lagerbuchse. Dadurch wird im Bereich des Druckfeldes die Steifigkeit des Gleitlagers verringert, indem durch die Ausnehmung die Materialunterstützung der Lagerbrille für die Lagerbuchse entfällt. Dies führt zu einer homogeneren Kontaktdruckverteilung im Druckfeld und somit auch zu einer Verringerung des Verschleißes.

Vorteilhafterweise sind in der Lagerbrille zwei Ringkanäle ausgebildet, pro Lagerbuchse einer. Dadurch werden beide in der Lagerbrille angeordneten Gleitlager gekühlt. Die Zufuhr des Arbeitsmediums in die beiden Ringkanäle kann dann beispielsweise aus einer gemeinsamen Entnahmestelle des Arbeitsraums, beispielsweise im Bereich des Auslasses erfolgen. Alternativ oder ergänzend können die Ringkanäle auch in der jeweiligen Lagerbuchse ausgebildet sein.

In einer weiteren alternativen Ausführung umfasst das Gehäuse zumindest eine Lagerbrille, wobei zumindest eine, vorzugsweise jedoch zwei Lagerbuchsen, in der Lagerbrille angeordnet sind. Die Lagerbrille bildet ein Axiallager für zumindest ein Zahnrad aus, vorteilhafterweise jedoch für beide Zahnräder.

Dadurch werden zum einen Positionsfehler minimiert, wie oben beschrieben. Zum anderen übernimmt die Lagerbrille weiterhin die Funktion eines bzw. zweier Axiallager.

Vorteilhafterweise bildet das Axiallager einen Leckagepfad von dem Arbeitsraum zu dem zugeordneten Ringkanal des Gleitlagers aus. Demzufolge wird der Ringkanal mit einer Leckagemenge gespeist, so dass die Leckagemenge zur Kühlung des Gleitlagers verwendet wird.

In vorteilhaften Ausführungen ist der Ringkanal zwischen dem Gleitlager und dem Zahnrad angeordnet. Vorzugsweise mündet der Ringkanal dabei in einen Schmierspalt des Gleitlagers. Durch diese Anordnung wird der Schmierspalt des Gleitlagers durchspült, was zu einer guten Temperaturabfuhr aus dem Gleitlager und zu einer hydrodynamischen Schmierung im Kontaktbereich führt. Außenzahnradpumpen eignen sich sehr gut für die Anwendung in

Abwärmerückgewinnungssystemen von Brennkraftmaschinen. Derartige Abwärmerückgewinnungssysteme verwenden oft niederviskose, schlecht schmierende Arbeitsmedien. Die erfindungsgemäße Außenzahnradpumpe ermöglicht eine gute Schmierung und Kühlung der Gleitlager von

Außenzahnradpumpen mit niederviskosen Arbeitsmedien und ist somit insbesondere für niederviskose Arbeitsmedien geeignet. Daher ist die erfindungsgemäße Außenzahnradpumpe sehr vorteilhaft in einem

Abwärmerückgewinnungssystem verwendbar. Das

Abwärmerückgewinnungssystem weist einen ein Arbeitsmedium führenden Kreislauf auf, wobei der Kreislauf in Flussrichtung des Arbeitsmediums eine Speisefluidpumpe, einen Verdampfer, eine Expansionsmaschine und einen Kondensator umfasst. Die Speisefluidpumpe ist dabei als Außenzahnradpumpe nach einer Ausführung mit den vorhergehend beschriebenen Merkmalen ausgeführt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter

Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Außenzahnradpumpe des Stands der Technik in

Explosionsdarstellung, wobei nur die wesentlichen Bereich dargestellt sind.

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Außenzahnradpumpe aus dem Stand der Technik.

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße

Außenzahnradpumpe, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Außenzahnradpumpe in einer weiteren Ausführung, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Fig. 5 den Schnitt A-A der Fig.4. eine perspektivische Ansicht einer geschnittenen weiteren

erfindungsgemäßen Außenzahnradpumpe, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.

Ausführungsformen der Erfindung In Fig.1 ist eine Außenzahnradpumpe 1 aus dem Stand der Technik in einer

Explosionsdarstellung gezeigt. Die Außenzahnradpumpe 1 umfasst ein Gehäuse 2, einen Deckel 3 und einen Bodenflansch 4. Der Deckel 3 und der Bodenflansch 4 sind unter Zwischenlage des Gehäuses 2 durch vier Schrauben 5 miteinander verspannt. Das Gehäuse 2, der Deckel 3 und der Bodenflansch 4 begrenzen einen Arbeitsraum 6.

In dem Arbeitsraum 6 sind ein erstes Zahnrad 1 1 und ein zweites Zahnrad 12 kämmend miteinander angeordnet. Beide Zahnräder 1 1 , 12 weisen dabei eine gewisse Anzahl von Zähnen mit jeweils einer Zahnbreite bzw. Zahnradbreite b auf. Das erste Zahnrad 1 1 ist auf einer ersten Welle 21 befestigt und das zweite

Zahnrad 12 auf einer zur ersten Welle 21 parallelen zweiten Welle 22. Alternativ können je ein Zahnrad und je eine Welle auch einteilig ausgeführt sein. Die erste Welle 21 dient in der Ausführung der Fig.1 als Antriebswelle und ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, beispielsweise einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors. Dazu ragt die erste Welle 21 durch den Bodenflansch 4.

Die beiden Wellen 21 , 22 ragen jeweils durch das ihnen zugeordnete Zahnrad 1 1 , 12 und sind mit diesem fest verbunden, beispielsweise durch je einen Pressverband. Beiderseits der Zahnräder 1 1 , 12 sind die Wellen 21 , 22 gelagert. Die Lagerung erfolgt durch zwei Lagerbrillen 30, 40, wobei die Lagerbrillen 30, 40 in dem Arbeitsraum 6 angeordnet sind: eine Lagerbrille 30 ist benachbart zum Bodenflansch 4 angeordnet und eine weitere Lagerbrille 40 benachbart zum Deckel 3. In beiden Lagerbrillen 30, 40 sind jeweils zwei Lagerbuchsen 9 eingepresst. Die Lagerbuchsen 9 der Lagerbrille 30 lagern die beiden Wellen 21 , 22 antriebsseitig und die Lagerbuchsen 9 der weiteren Lagerbrille 40 auf der dazu gegenüberliegenden Seite der Zahnräder 1 1 , 12. Die Lagerbuchsen 9 bilden somit Gleitlager für die beiden Wellen 21 , 22 aus. Alternativ können die zwei Lagerbuchsen 9 auch einteilig mit der Lagerbrille 30 ausgeführt werden. Gleiches gilt auch für die weitere Lagerbrille 40. Die vier Lagerbuchsen 9 haben jeweils eine Radiallagerfunktion und bilden jeweils ein Gleitlager mit der ihnen zugeordneten Welle 21 , 22. Die

Axiallagerfunktion wird durch die beiden Lagerbrillen 30, 40 erreicht: Dazu weist die Lagerbrille 30 stirnseitig eine Anschlagfläche 31 auf und die weitere

Lagerbrille 40 stirnseitig eine weitere Anschlagfläche 42. Beide Anschlagflächen 31 , 42 wirken mit beiden Zahnrädern 1 1 , 12 zusammen. Die Anschlagfläche 31 lagert beide Zahnräder 1 1 , 12 in der axialen Richtung zum Bodenflansch 4 orientiert; die weitere Anschlagfläche 42 lagert beide Zahnräder 1 1 , 12 in der axialen Richtung zum Deckel 3 orientiert. Zur Abdichtung des Arbeitsraums 6 zur Umgebung sind zwei Dichtungen am

Gehäuse 2 angeordnet: Eine Dichtung 28 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Bodenflansch 4, und eine weitere Dichtung 29 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Deckel 3. Beide Dichtungen 28, 29 verlaufen etwa ringförmig über den Umfang des Gehäuses 28, 29 und sind üblicherweise in entsprechenden Nuten angeordnet.

Weiterhin ist zwischen der Lagerbrille 30 und dem Bodenflansch 4 eine erste Axialfelddichtung 18 angeordnet, und zwischen der weiteren Lagerbrille 40 und dem Deckel 3 ist eine zweite Axialfelddichtung 19 angeordnet. Die beiden Axialfelddichtungen 18, 19 stellen zum einen eine axiale Lagerung der beiden

Lagerbrillen 30, 40 innerhalb des Gehäuses 2 dar. Zum anderen werden die Stirnseiten bzw. Rückseiten der beiden Lagerbrillen 30, 40 dadurch

drehwinkelabhängig entweder mit dem Druckniveau des Druckbereichs oder mit dem Druckniveau des Saugbereichs beaufschlagt.

Fig.2 zeigt das Wirkprinzip der aus der DE 43 09 859 A1 bekannten

Außenzahnradpumpe 1 in einer schematischen Schnittdarstellung. In dem Gehäuse 2 sind ein Einlass 2a und ein Auslass 2b ausgebildet, welche an gegenüberliegenden Seiten in den Arbeitsraum 6 münden. Ein Fördervolumen V des Arbeitsmediums wird so an der Gehäusewand des Gehäuses 2 zwischen den Zähnen der beiden Zahnräder 1 1 , 12 vom Einlass 2a zum Auslass 2b gefördert. Das Fördervolumen V entspricht dabei dem geförderten Volumen im Nennbetrieb der Außenzahnradpumpe 1 , das heißt dem geförderten Volumen in wesentlichen Betriebspunkten. Im Bereich des Einlasses 2a bildet sich dadurch der Saugbereich der

Außenzahnradpumpe 1 mit einem niedrigen ersten Druckniveau - beispielsweise Atmosphärendruck - aus, und im Bereich des Auslasses 2b bildet sich der Druckbereich der Außenzahnradpumpe 1 mit einem höheren zweiten

Druckniveau - beispielsweise 40 bar - aus. Das zweite Druckniveau des

Druckbereichs hängt dabei von der nachfolgenden Strömungstopologie ab, beispielsweise von einer Drosselstelle.

Die zweite Welle 22 ist in der Ausführung der DE 43 09 859 A1 als feststehender Lagerzapfen ausgebildet, so dass das zweite Zahnrad 12 auf der zweiten Welle 22 gelagert ist. Zur hydrostatischen Lagerung des zweiten Zahnrads 12 auf dem

Lagerzapfen 22 wird der Schmierspalt 20 zwischen dem zweiten Zahnrad 12 und dem Lagerzapfen 22 mit Arbeitsmedium versorgt. Dazu sind in dem zweiten Zahnrad 12 Verbindungskanäle 90 ausgebildet, und zwar von den Zahnkammern - also im Bereich der Zahnfüße 12a - zu dem Schmierspalt 20.

Somit ist an jedem Zahnfuß 12a ein Verbindungskanal 90 ausgebildet, der je nach Drehwinkel des zweiten Zahnrads 12 mit Drücken zwischen dem Druck des Einlasses 2a und dem Druck des Auslasses 2b beaufschlagt ist. Der

Schmierspalt 20 wird somit über seinen gesamten Umfang mit Arbeitsmedium versorgt, was für eine optimale Schmierwirkung nicht erforderlich ist. Dies reduziert den Wirkungsgrad der aus dem Stand der Technik bekannten

Außenzahnradpumpe 1 .

In der Regel werden bei Abwärmerückgewinnungssystemen sehr niederviskose Arbeitsmedien wie beispielsweise Ethanol, Kältemittel oder Wasser eingesetzt.

Das bedeutet für die Tribostellen der Speisefluidpumpe des

Abwärmerückgewinnungssystems eine enorme Herausforderung. Insbesondere die Lagerungen werden hier sehr stark belastet. Problematisch hierbei ist auch, dass die Lagerwerkstoffe häufig inkompatibel mit den sehr aggressiven

Arbeitsmedien sind, wodurch die Materialwahl der Lagerungen stark

eingeschränkt ist. Der schlechte tribologische Zustand der hoch belasteten Lagerungen beruht unter anderem auf folgenden Punkten:

Potenziell hohe Temperaturen durch die Reibleistung in den Lagerungen und damit noch stärker abfallender Viskosität.

Schlechte Temperaturableitung aus den Lagerungen.

Hohe Flächenpressungen in den Lagerungen, oft auch annähernd punktuelle

Kontakte durch Kantenträger.

Dies alles kann zu unzulässigen tribologischen Zuständen in den Lagerungen führen und demzufolge zu Ausfällen der Lagerungen durch Verschleiß, Fresser und lokalem Aufschmelzen. Gegenstand dieser Erfindung ist es, durch ein gezieltes Design der Lagerungen den tribologischen Zustand in den Lagerungen zu verbessern, und zwar durch:

Kühlung nahe bei der Lagerung,

optimale Material wähl und

- Konturierung der Welle mittels Kantenabfall oder Balligkeit.

Mit diesen Maßnahmen kann das Lagerspiel reduziert werden, was sich positiv auf die Sommerfeldzahl und damit auf die Hydrodynamik in den Lagerungen auswirkt.

In den nachfolgenden Figuren sind Ausführungen zu erfindungsgemäßen Außenzahnradpumpen dargestellt.

Fig.3 zeigt einen Schnitt durch die Lagerbrille 30 einer erfindungsgemäßen Außenzahnradpumpe 1 , wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.

Dargestellt ist lediglich die Lagerbrille 30 mit den beiden Wellen 21 , 22 und jeweils einer zugehörigen Lagerbuchse 91 , 93. Die Lagerbuchse 91 bildet mit der ersten Welle 21 ein Gleitlager 71 aus, und die Lagerbuchse 93 bildet mit der zweiten Welle 22 ein weiteres Gleitlager 73 aus. In den Gleitlagern 71 , 73 ist zwischen der Welle 21 , 22 und der zugehörigen Lagerbuchse 91 , 93 jeweils ein Schmierspalt 71 a, 73a ausgebildet, weicher auch als Lagerspiel bezeichnet werden kann.

Die beiden Wellen 21 , 22 sind in der Fig.3 etwa so positioniert, wie es sich aufgrund des Förderdrucks im Auslass 2b während des Betriebs der

Außenzahnradpumpe 1 einstellt. Pro Gleitlager 71 , 73 baut sich zwischen Welle 21 , 22 und Lagerbuchse 91 , 93 ein Druckfeld p71 , p73 auf, welches abhängig von der Drehzahl, der temperaturabhängigen Viskosität des Arbeitsmediums und den Druckverhältnissen ist. Das jeweilige Druckfeld p71 , p73 ergibt sich dabei infolge der hydraulisch resultierenden Kräfte Fres,71 , Fres,73, welche sich infolge der

Drücke im Einlass 2a, im Auslass 2b und in den Bereichen dazwischen einstellen. Zur Veranschaulichung wurde in der Fig.3 nur das Druckfeld p71 im Gleitlager 71 zwischen der ersten Wellen 21 und der Lagerbuchse 91 dargestellt. Ein hydrodynamisches Druckfeld p71 kann erst bei hohen Drehzahlen erwartet werden. Ohne ein hydrodynamisches Aufschwimmen entsteht auf diesem Punkt / auf dieser Berührlinie zwischen Welle 21 und Lagerbuchse 91 aufgrund der Festkörperreibung eine hohe Temperatur, welche sogar zum Verdampfen des Arbeitsmediums führen kann und damit noch schlechter schmiert und sogar Kavitationsschäden zur Folge haben kann. Ziel ist es daher kühles

Arbeitsmedium im Schmierspalt 71 a zu bekommen bzw. über die Lagerbuchse 91 Wärme abzuführen, um die Viskosität des Arbeitsmediums zu erhöhen und Kavitation zu verhindern. Das Gleitlager 71 wird gekühlt, indem das Arbeitsmedium in einem konzentrisch um das Gleitlager 71 angeordneten Ringkanal 32_1 geleitet wird. Der Ringkanal 32_1 kann dabei so ausgebildet sein, wie in Fig.3 dargestellt, nämlich über den gesamten Umfang des Gleitlagers 71 , oder alternativ über nur einen Teil des Umfangs, vorzugsweise aber über mehr als 180°, um eine entsprechend große Fläche für den Wärmeübergang zu realisieren. In weiteren Ausführungen kann der Ringkanal 32_1 auch schraubenförmig über mehrere Umdrehungen des Gleitlagers 71 ausgeführt sein. Damit würde quasi eine flächenförmige Kühlung der Lagerbuchse 91 erreicht. Der Ringkanal 32_1 kann in der Lagerbrille 30 oder in der Lagerbuchse 91 ausgebildet sein und wird über einen in der Lagerbrille 30 ausgebildeten Zuführkanal 31 1 mit Arbeitsmedium versorgt. Der Zuführkanal 31 1 zweigt vom

Arbeitsraum 6 ab, vorzugsweise vom Auslass 2b, so dass das Arbeitsmedium im Ringkanal 32_1 unter Druck steht, und eine gute Durchspülung des

Schmierspalts 71 a bewirkt. Das Arbeitsmedium wird aus dem Ringkanal 32_1 über einen in der Lagerbuchse 91 ausgebildeten Einspritzkanal 33_1 in den Schmierspalt 71 a eingespritzt. Der Einspritzkanal 33_1 ist dabei so positioniert, dass er in Rotationsrichtung R21 der Welle 21 unmittelbar vor dem Druckfeld p71 angeordnet ist. Dadurch wird das Arbeitsmedium direkt in den Schmierspalt 71 a durch die Drehung der Welle 21 hineingezogen. In axialer Richtung der Welle 21 betrachtet kann der Einspritzkanal 33_1 in der Mitte des Gleitlagers 71 oder aber zum höchstbelasteten Berührpunkt verschoben werden.

Die für das Gleitlager 71 beschriebene Kühlung durch den Ringkanal 32_1 und anschließende Einspritzung des Arbeitsmediums durch den Einspritzkanal 33_1 vor dem Druckfeld p71 ist analog auch für die weiteren Gleitlager 72, 73, 74 der Außenzahnradpumpe 1 gestaltet. Beispielhaft sind dazu für das weitere

Gleitlager 73 die entsprechenden Kanäle Ringkanal 32_3, Zuführkanal 31_3 und Einspritzkanal 33_3 dargestellt.

Als zusätzliche Maßnahme ist die Lagerbuchse 91 vorzugsweise aus einer Keramik, vorzugsweise SiC (Siliziumcarbid), oder PTFE (Polytetrafluorethylen) ausgeführt. Dadurch ist die Lagerbuchse 91 vergleichsweise günstig ausgeführt, ist zudem stark wärmeleitend und weist einen zur Welle 21 niedrigen Reibwert auf. Alternativ ist auch eine PTFE-Schicht auf einem Stahlträger denkbar. Ist die Lagerbuchse 91 aus einer Keramik ausgeführt, so sind deren Poren

vorzugsweise mit reibmindernden Bestandteilen, beispielsweise PTFE imprägniert.

Im Falle von zwei Gleitlagern 71 , 72, 73, 74 pro Welle 21 , 22 und

dementsprechend einer weiteren Lagerbrille 40 gelten für die weitere Lagerbrille 40 analoge Ausführungen zu deren Gleitlagern 72, 74 und zu deren

Lagerbuchsen 92, 94.

Fig.4 zeigt am Beispiel der ersten Welle 21 zusätzliche Maßnahmen zur Verbesserung der Tribologie in den Schmierspalten 71 a, 72a der beiden

Gleitlager 71 , 72 für die erste Welle 21 . Die erste Welle 21 weist beiderseits des ersten Zahnrads 1 1 jeweils ein Gleitlager 71 , 72 auf. Das Gleitlager 71 ist in der Lagerbrille 30 angeordnet, und das weitere Gleitlager 72 ist in der weiteren Lagerbrille 40 angeordnet. In der Lagerbrille 30 ist die Lagerbuchse 91 eingepresst, welche mit der ersten

Welle 21 das Gleitlager 71 ausbildet, mit dem zugehörigen Schmierspalt 71 a. In der weiteren Lagerbrille 40 ist die weitere Lagerbuchse 92 eingepresst, welche mit der ersten Welle 21 das weitere Gleitlager 72 ausbildet, mit dem zugehörigen Schmierspalt 72a.

Auf das erste Zahnrad 1 1 und damit auf die erste Welle 21 wirkt die hydraulisch resultierende Kraft F res , welche in etwa aus der Richtung des Auslasses 2b wirkt und welche in etwa der Summe der beiden auf die Gleitlager 71 , 72 wirkenden hydraulisch resultierenden Kräfte F res ,7i , F res , 72 entspricht. Dadurch ergeben sich die Kontakte zwischen erster Welle 21 und Lagerbuchse 91 bzw. weiterer

Lagerbuchse 92 in der Darstellung der Fig.4 unten im Bereich des Einlasses 2a. Um nun eine gleichmäßige Lagerlast über die in den Gleitlagern 71 , 72 angeordneten Teilbereiche 21_1 , 21_2 der ersten Welle 21 zu erhalten, können diese Teilbereiche 21_1 , 21_2 in Achsrichtung konturiert werden. Damit können Achsversätze, Schrägstellungen der Gleitlager 71 , 72 und Durchbiegungen der ersten Welle 21 , welche zu Kantenträgern führen würden, reduziert werden.

Dies wird durch eine symmetrische, eine asymmetrische Balligkeit, oder einen einseitigen oder beidseitigen Kantenabfall realisiert. Im Fall von relativ kleinen Förderdrücken ist oftmals nur ein Kantenabfall auf der äußeren Seite, also dem

Zahnrad 1 1 abgewandten Bereichen der Teilbereiche 21_1 , 21_2 notwendig, um Fehlstellungen der Welle 21 in den Gleitlagern 71 , 72 auszugleichen, bzw.

Kantenträger oder gar Lagerklemmer und damit Hot Spots zu verhindern. In der Ausführung der Fig.4 sind die beiden Teilbereiche 21_1 , 21_2 jeweils mit einer symmetrischen, also beidseitigen Balligkeit versehen. Entsprechend weisen die beiden Laufflächen 21 1 , 212 eine im Schnitt konvexe Form auf.

Durch eine geeignete Balligkeit bzw. durch einen geeigneten Kantenabfall kann trotz Positionstoleranzen der Gleitlager 71 , 72 das Lagerspiel, also die Höhe des zugehörigen Schmierspalts 71 a, 72a reduziert werden. Damit kann die

Sommerfeldzahl verbessert, der minimale Schmierspalt im Kontakt zwischen Welle 21 und Lagerbuchse 91 , 92 vergrößert und damit die Reibbedingungen verbessert bzw. die Temperaturerhöhung im Schmierspalt 71 a, 72a reduziert werden. Die Lagerbrillen 30, 40 weisen in der Ausführung der Fig.4 im Bereich der

Einspritzkanäle 33_1 , 43_2, jeweils eine Ausnehmung 30_1 , 40_2 auf, und zwar jeweils zur Außenwand der Lagerbuchsen 91 , 92. Damit sind die Ausnehmungen 30_1 , 40_2 in den Bereichen der Druckfelder p71 , p72 angeordnet. Dies führt dazu, dass sich die Lagerbuchsen 91 , 92 in diesen Bereichen unter Belastung weiter durchbiegen können, da die unterstützende Steifigkeit der Lagerbrillen 30,

40 fehlt. Dementsprechend können sich die Lagerbuchsen 91 , 92 an die

Konturen der Laufflächen 21 1 , 212 der ersten Welle 21 anpassen, was zu einer weiteren Verminderung der Kantenträger führt. Das Ergebnis sind vorteilhafte, vergleichsweise homogene Druckfelder p71 , p72.

Fig.5 zeigt den Schnitt A-A der Fig.4 durch das Gleitlager 71 . Der Zuführkanal

31 1 und der Ringkanal 32_1 sind in der Lagerbrille 30 ausgebildet, wobei der

Ringkanal 32_1 um etwa 270° der Lagerbuchse 91 verläuft. Der Einspritzkanal 33_1 ist in Rotationsrichtung R21 vor dem Druckfeld p71 angeordnet. Die Ausnehmung 30_1 ist in der Lagerbrille 30 unter dem Druckfeld p71 ausgebildet, so das in diesem Bereich die unterstützende Steifigkeit der Lagerbrille 30 für die Lagerbuchse 91 fehlt.

Die Ausnehmungen 30_1 , 40_2 in den beiden Lagerbrillen 30, 40 erstrecken sich vorzugsweise über nahezu die gesamte Länge der zugehörigen Gleitlager 71 ,

72, wie in Fig.4 dargestellt. Vorteilhafterweise werden die Ausnehmungen 30_1 , 40_2 dabei auch jeweils mit Arbeitsmedium durchspült. Demzufolge ist in diesen Ausführungen die Ausnehmung 30_1 Bestandteil des Ringkanals 32_1 , also dem Gleitlager 71 zugeordnet, und die Ausnehmung 40_2 ist Bestandteil des

Ringkanals 32_2, also dem Gleitlager 72 zugeordnet.

Dadurch ergeben sich zwei vorteilhafte Wirkmechanismen: zum einen eine bessere Kühlung des tribologischen Kontaktgebiets unter den Lagerbuchsen 91 , 92. Zum anderen wird durch ein elastisches Verhalten der Lagerbuchsen 91 , 92 in diesem Kontaktgebiet eine flächigere Anlage zwischen der Welle 21 und den

Lagerbuchsen 91 , 92 erreicht und damit die maximale Kontaktpressung reduziert bzw. eine gleichmäßigere Flächenpressung erreicht, was wiederum den

Verschleiß reduziert.

Vorzugsweise sind die Lagerbuchsen 91 , 92 aus einem gut wärmeleitenden Material wie SiC (Siliziumcarbid) oder PTFE (Polytetrafluorethylen) ausgeführt, so dass besonders im Bereich der Ausnehmungen 30_1 , 40_2 ein großer Wärmefluss durch die Wandstärke der Lagerbuchsen 91 , 92 nach außen in den Ringkanal 32_1 , 32_2 erfolgen kann. Die dargestellten Ausführungen können analog selbstverständlich auch auf die zweite Welle 22 bzw. die weitere Lagerbrille 40 angewendet werden. Im Falle von Außenzahnradpumpen 1 mit vier Gleitlagern 71 , 72, 73, 74 - also je zwei Gleitlager pro Welle - können alle vier Gleitlager 71 , 72, 73, 74 nach den vorangegangenen Ausführungen gestaltet werden.

Fig.6 zeigt beispielhaft das Gleitlager 71 in einer weiteren Ausführung in perspektivischer Ansicht mit einem Schnitt, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind. Analog können sämtliche Gleitlager 71 , 72, 73, 74 der

Außenzahnradpumpe 1 zum Gleitlager 71 ausgeführt werden.

In dieser Ausführung ist das erste Zahnrad 1 1 einstückig mit der ersten Welle 21 ausgeführt; alternativ können Zahnrad 1 1 und Welle 21 jedoch auch zwei Bauteile sein, welche beispielsweise mittels eines Pressverbands fest verbunden sind. In axialer Richtung ist das erste Zahnrad 1 1 zwischen den beiden

Lagerbrillen 30, 40 angeordnet, so dass die Lagerbrillen 30, 40 die Axiallagerung für das erste Zahnrad 1 1 bilden. In der Ausführung der Fig.6 sind die beiden Lagerbrillen 30, 40 zweiteilig ausgeführt, mit jeweils einer Anschlagplatte 39, 49. Für die Axiallagerung wirkt das erste Zahnrad 1 1 dementsprechend mit den beiden Anschlagplatten 39, 49 zusammen. Alternativ kann die Ausführung der Lagerbrillen 30, 40 jedoch auch einteilig erfolgen.

In der Ausführung der Fig.6 ist der Ringkanal 32_1 nicht die Lagerbuchse 91 umgebend angeordnet, sondern in radialer Richtung zwischen der Welle 21 und der Anschlagplatte 39 ausgebildet und schließt sich in axialer Richtung an die Lagerbuchse 91 an. Der Ringkanal 32_1 wird nicht über einen speziell ausgebildeten Zuführkanal mit Arbeitsmedium versorgt, sondern über die Leckagepfade 34_1 . Die Leckagepfade 34_1 führen von den Zahnkammern 1 1 a des ersten Zahnrads 1 1 , insbesondere von den Zahnkammern 1 1 a im

Hochdruckbereich - zunächst in radialer Richtung zur Welle 21 - also durch das Axiallager - und münden dort in den Ringkanal 32_1. Dort herrscht - aufgrund der Speisung über die Zahnkammern 1 1 a des Hochdruckbereichs - ein höherer

Fluiddruck als auf der Niederdruckseite bzw. als im Auslass 2b der

Außenzahnradpumpe 1. Dadurch wird das Arbeitsmedium aus dem Ringkanal 32_1 in axialer Richtung in den Schmierspalt 71 a des Gleitlagers 71 gedrückt und durchspült so den Schmierspalt 71 a bzw. das Gleitlager 71 mit den vorangehend schon beschriebenen Kühleffekten.

Im Gleitlager 71 wird also eine gerichtete Durchströmung realisiert. Damit wird das durch die Reibleistung im radialen Gleitlager 71 aufgeheizte Arbeitsmedium kontinuierlich ausgetauscht. Da speziell bei Abwärmerückgewinnungssystemen Arbeitsmedien mit sehr geringen Viskositäten verwendet werden, besteht die

Gefahr einer unzulässigen Drosselung durch das durch den radialen

Schmierspalt 71 a abfließende Arbeitsmedium nicht. Vorzugsweise ist der Ringkanal 32_1 nicht an den Niederdruckbereich der Außenzahnradpumpe 1 angeschlossen bzw. nur über die Leckagepfade 34_1 mit diesem verbunden, so dass die Druckverhältnisse eine Durchströmung des Gleitlagers 71 mit einer ausreichenden Menge an Arbeitsmedium zur Folge haben.

Die Leckagemenge des Arbeitsmediums im Axiallager, also in den

Leckagepfaden 34_1 schiebt bzw. spült somit also das vergleichsweise heiße Arbeitsmedium aus dem Schmierspalt 71 a des Gleitlagers 71. Hierdurch wird die

Lagertemperatur reduziert und gleichzeitig auch eine thermische Beschädigung des radialen Gleitlagers 71 verhindert. Zusätzlich wird noch der tribologische Zustand im radialen Gleitlager 71 verbessert. Durch die Absenkung der

Temperatur wird eine höhere Viskosität des Arbeitsmediums realisiert bzw. schneller ein hydrodynamischer Zustand zwischen der Welle 21 und der

Lagerbuchse 91 erreicht und damit die Reibleistung im Gleitlager 71 reduziert.

Dem Axiallager bzw. den Leckagepfaden 34_1 kommt weiterhin eine

Filterfunktion zu. Die Leckagemenge bzw. Spülmenge des Arbeitsmediums wird durch den vergleichsweise geringen axialen Spalt zwischen dem Zahnrad 1 1 und der Lagerbrille 30 bzw. Anschlagplatte 39 wie durch einen Spaltfilter von Partikeln gefiltert. Die Partikel werden somit von dem Schmierspalt 71 a des Gleitlagers 71 ferngehalten. Der Verschleiß im Gleitlager 71 wird dadurch deutlich reduziert. In einer Weiterbildung der Außenzahnradpumpe 1 wird die Lagerspülmenge für die Gleitlager 71 , 72, 73, 74 erhöht, indem jeweils durch eine - oder mehrere - radiale Nuten oder Kanäle in den Lagerbuchsen 91 , 92, 93, 94 von der

Hochdruckseite der Außenzahnradpumpe 1 - also vom Bereich des Auslasses 2b - zusätzliches Arbeitsmedium in die Schmierspalte 71 a, 72a, 73a, 74a eingebracht wird. Zielführend ist es hier insbesondere, wenn die Kanäle mit möglichst kleinen Querschnitten ausgeführt sind. Damit werden nur sehr kleine Partikel in die engen radialen Schmierspalte 71 a, 72a, 73a, 74a gepresst, größere Partikel hingegen zurückgehalten bzw. gefiltert. Die dargestellte Außenzahnradpumpe 1 ist sehr gut für schlecht schmierende, niederviskose Arbeitsmedien geeignet, wie sie beispielsweise in

Abwärmerückgewinnungssystemen für Brennkraftmaschinen verwendet werden. In besonders vorteilhaften Ausführungen ist die erfindungsgemäße

Außenzahnradpumpe 1 demzufolge in einem Abwärmerückgewinnungssystem einer Brennkraftmaschine angeordnet. Der Brennkraftmaschine wird Sauerstoff über eine Luftzufuhr zugeführt; das nach dem Verbrennungsvorgang

ausgestoßene Abgas wird durch eine Abgasleitung aus der Brennkraftmaschine abgeführt. 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

Sammelbehälter und eine Ventileinheit in den Kreislauf eingespeist werden. Der Sammelbehälter kann dabei alternativ auch in den Kreislauf eingebunden sein.

Der Verdampfer ist an die Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeschlossen, nutzt also die Wärmeenergie des Abgases der Brennkraftmaschine. Flüssiges Arbeitsmedium wird durch die Speisefluidpumpe, gegebenenfalls aus dem Sammelbehälter, in den Verdampfer gefördert und dort durch die 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.

Die Speisefluidpumpe des Abwärmerückgewinnungssystems ist dabei eine Außenzahnradpumpe 1 nach einer der obigen Ausführungen. Diese eignen sich besonders gut für ein Abwärmerückgewinnungssystem, da sie auch für schlecht schmierende Arbeitsmedien mit sehr niedrigen Viskositäten geeignet sind. Durch die Ringkanäle 32_1, 32_2, 32_3, 32_4 vom Arbeitsraum 6 zu den vier

Gleitlagern 71, 72, 73, 74 werden die Gleitlager 71, 72, 73, 74 mit Arbeitsmedium durchspült und gekühlt. Dadurch ist die Außenzahnradpumpe 1 auch für Betriebstemperaturen geeignet, welche nahe an der Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums liegen, da die Durchspülung der Gleitlager 71, 72, 73, 74 eine Temperaturerhöhung auf Verdampfungstemperatur unterbindet und somit auch die Gefahr von Kavitationserosion in den Gleitlagern 71, 72, 73, 74 minimiert.