Titel : INTEGRIERTE INNENZAHNRADPUMPENEINHEIT MIT ELEKTRISCHEM MOTOR

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Rotorpumpe mit einem innenverzahnten Außenring und einem darin gelagerten und mit diesem kämmenden, außenverzahnten Innenring, wobei der Außenring und der Innenring achsparallel zueinander angeordnet sind und die Achse des Außenrings und die Achse des Innenrings einen Abstand zueinander aufweisen, und wobei der Außenring mittels eines Hohlwellenmotors mit einem Wicklungen tragenden Stator und einem darin drehbar gelagerten Rotor angetrieben wird.

Es ist allgemein bekannt, dass mittels Rotorpumpen Fluide gefördert und Gase auch komprimiert werden können. Hierfür wälzt sich in einem innenverzahnten Außenring ein außenverzahnter Innenring ab, wobei der Innenring exzentrisch zum Außenring steht und mittels eines geeigneten Antriebs angetrieben wird. Weist der Innenring z.B. fünf Zähne auf, dann wälzen diese sich zwischen sechs Zähnen des Außenrings ab. Pro Umdrehung des Innenrings wird das Fluid in fünf Arbeitskammern angesaugt und aus diesen dann verdrängt.

Aus der DE 299 13 367 Ul ist eine Innenzahnradpumpe dieser Art bekannt, bei der der Außenring mittels eines Hohlwellenmotors angetrieben wird. Um den Außenring ist der Permanentmagnete tragende Rotor des Hohlwellenmotors angeordnet, wobei der Außenring und der Rotor in geeigneter Weise miteinander verbunden sind, so dass der Rotor den Außenring antreiben kann. Als nachteilig wird angesehen, dass eine derartige Innenzahnradpumpe in radialer Richtung große

Abmessungen besitzt und dass eine Vielzahl von Teilen benötigt und montiert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotorpumpe bereitzustellen, welche bei gleicher Förderleistung kleinere Abmessungen besitzt und die weniger Bauteile aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einer Rotorpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Außenring den Rotor des Hohlwellenmotors bildet.

Die Integration des Rotors des Hohlwellenmotors in den Außenrings hat den wesentlichen Vorteil, dass ein Bauteil eingespart wird und dass gleichzeitig die radiale Abmessung reduziert werden kann. Neben der Einsparung von Bauteilen ist eine derartige Rotorpumpe auch leichter. Außerdem wird die Montage erleichtert, da kein Rotor mit dem Außenring verbunden werden muss. Der Innenring läuft lose um eine Achse mit. Von Vorteil ist, dass relativ große Rotations- oder Tangentialkräfte übertragen werden können, und es besteht keine die Gefahr, dass Vibrationen oder extreme Temperaturschwankungen ein Lösen des Rotors vom Außenring bewirken.

Eine weitere Variante sieht vor, dass zwischen den Zahnlücken oder in den Zähnen des Außenrings die Magnete für den Hohlwellenmotor angeordnet sind. Auch hierdurch wird die Baugröße vermindert, da der Platz innerhalb der Zähne dazu genutzt wird, die Magnete für den Hohlwellenmotor aufzunehmen. Dabei können die Magnete spezielle, an die Zahnform angepasste Formen annehmen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Außenring zur Aufnahme der Magnete Ausnehmungen aufweist, die von Durchbrüchen oder Einsenkungen gebildet werden. Von den Durchbrüche können relativ große Magnete

aufgenommen werden, wohingegen in die Einsenkungen von beiden Seiten Magnete eingelegt werden können.

Um den vorhandenen Raum zwischen den Zahnlücken optimal ausnutzen zu können, weisen die Ausnehmungen einen im Wesentlichen linsenförmigen Querschnitt auf. Die Querschnittsform der Magnete sind entsprechend angepasst.

Optimale Antriebskräfte werden dadurch erzeugt, dass die Teilung des Stators gleich ist, wie die Teilung des Außenringes, oder einem ganzzahligen vielfachen der Teilung des Außenringes entspricht.

Eine einfache Variante sieht vor, dass der Außenring aus Aluminium oder Kunststoff besteht. Hierdurch wird das Gewicht der Rotorpumpe weiter reduziert und ein derartiger Rotor kann preiswert hergestellt werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Rotorpumpe;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Rotorpumpe;

Figur 3 eine Seitenansicht der Rotorpumpe in Richtung des Pfeils III gemäß Figur 2;

Figur 4 einen Schnitt IV-IV gemäß Figur 2; und

Figur 5 einen Schnitt V-V gemäß Figur 3.

In der Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Rotorpumpe dargestellt, mit welcher zum Beispiel Flüssigkeit, insbesondere öl für einen Motor, wie Verbrennungsmotor, oder Harnstoff für ein Abgasreinigungssystem, gefördert wird. Hierfür weist die Rotorpumpe 10 einen Einlass 12 und einen Auslass 14 auf. Der Einlass 12 und der Auslass 14 sind in einem Gehäusedeckel 16 vorgesehen, welcher an einem Gehäusetopf 18 angeflanscht ist. Dabei wechseln der Einlass 12 und der Auslass 14 bei einem Wechsel der Drehrichtung. Deutlich erkennbar ist, dass die Rotorpumpe 10 in sich abgeschlossen und lediglich über den Einlass 12 und den Auslass 14 nach außen offen ist. In die Rotorpumpe 10 führt keine Antriebswelle oder dergleichen hinein, so dass sich Abdichtungen hierfür erübrigen. Eine derartige Rotorpumpe 10 erfüllt hohe Dichtigkeitsansprüche.

Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den Gehäusedeckel 16 und es sind durch den Einlass 12 und Auslass 14 Verdrängungsräume 20 erkennbar. Die Figur 3 zeigt die Rotorpumpe 10 in Seitenansicht und die Figur 4 im Längsschnitt mit abgenommenem Gehäusetopf 18.

Wie auch aus dem Querschnitt gemäß der Figur 5 ersichtlich, werden die Verdrängungsräume 20 zwischen einem Außenring 22 und einem Innenring 24 gebildet. Dabei ist der Außenring 22 innenverzahnt und weist beim dargestellten

Ausführungsbeispiel insgesamt sechs nach innen ragende Zähne 26 auf, zwischen denen sich Zahnlücken 36 befinden. Der Innenring 24 ist außenverzahnt und weist insgesamt fünf nach außen weisende Zähne 28 auf, die in die Zahnlücken 36 greifen. Die Zähne 26 und 28 kämmen und bilden dabei die

Verdrängungsräume 20. Außerdem sind der Außenring 22 und der Innenring 24 koaxial zueinander ausgerichtet, wohingegen ihre Achsen 30 und 32 einen Abstand 34 (Exzentrizität) zueinander aufweisen.

Der Außenring 22 bildet den Rotor 38 eines Hohlwellenmotors 40 und ist in einem Stator 42 drehbar gelagert. Dieser Stator 42 weist in Längsrichtung verlaufende und radial nach außen offene Aufnahmen 44 für (nicht dargestellte) Spulen auf, wohingegen der den Rotor 38 bildende Außenring 22 Ausnehmungen 46 für Magnete 48 (Figur 4) aufweist. Dabei sind die Ausnehmungen 46 des dargestellten Ausführungsbeispiels als Einsenkungen ausgeführt, so dass von jeder Seite ein Magnet 48 eingesetzt werden kann. Der Querschnitt der Ausnehmungen 46 ist im Wesentlichen linsenförmig mit einer ersten, radial äußeren Umfangsflache 50, die um die Achse 30 gekrümmt ist, und einer zweiten, radial inneren Umfangsflache 52, die dem Profil des Zahns 26 folgt.

Aus Figur 5 ist außerdem deutlich erkennbar, dass Eine Drehung des Außenrings 22 eine Drehung des Innenrings 24 um dessen Achse 32 bewirkt, so dass die Zähne 26 und 28 kämmen, wodurch die Größe der Verdrängungsräume 20 verändert wird.

Eine derartige Rotorpumpe 10 ist nicht nur einfach aufgebaut, sondern besitzt auch ein geringes Gewicht und ist mühelos montierbar und besitzt zudem ein größeres Fördervolumen bei gleicher Drehzahl. Außerdem sind die radialen Abmessungen aufgrund der Integration der Magnete 48 in den Außenring 22 gering. Ferner ist deutlich in Figur 5 erkennbar, dass das Gehäuse der Rotorpumpe 10, d.h. deren Gehäusedeckel 16 und deren Gehäusetopf 18, von keinen Bauteilen durchsetzt wird, und daher keine Undichtigkeiten zu befürchten sind.