WO2010078892A2

WO2010078892A2 - Pumpe zum fördern eines fluids, insbesondere dosierpumpe

Info

Publication number: WO2010078892A2
Application number: PCT/EP2009/008601
Authority: WO
Inventors: Martin Stiegler; Herbert Martin
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: US20120267446A1; DE102008063983A1; EP2379893A2; WO2010078892A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe (1) zum Fördern eines Fluids, insbesondere Dosierpumpe (1) zum Dosieren eines Beschichtungsmittels in einer Beschichtungsanlage, mit einem Pumpeneinlass zur Zuführung des Fluids, einem Pumpenauslass zur Abgabe des Fluids und einer drehbar gelagerten Antriebswelle (10) zum mechanischen Antrieb der Pumpe (1) sowie mit einer baulich in die Pumpe (1) integrierten Kupplung (26, 27) zur mechanischen Verbindung der Antriebswelle (10) der Pumpe (1) mit einer Abtriebswelle (12) eines Antriebsmotors (13).

Description

BESCHREIBUNG

Pumpe zum Fördern eines Fluids , insbesondere Dosierpumpe

Die Erfindung betrifft eine Pumpe zum Fördern eines Fluids, insbesondere eine Dosierpumpe zum Dosieren eines Beschich- tungsmittels in einer Beschichtungsanlage .

In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen wird zur Dosierung des zu applizierenden Lacks in der Regel eine Zahnradpumpe als Dosierpumpe eingesetzt, deren Aufbau beispielsweise in DE 10 2005 059 563 Al beschrieben und in Figur 3 schematisch dargestellt ist. Die herkömmliche Zahnradpumpe 1 weist zwei parallele Stirnplatten 2, 3 auf, zwischen denen eine Mittelplatte 4 angeordnet ist, wobei die Mittelplatte 4 Aussparungen für zwei Zahnräder 5, 6 aufweist, die ineinander kämmen und den zu applizie- renden Lack pumpen. Das Zahnrad 5 ist hierbei auf einer Welle 7 gelagert und wird von dem Zahnrad 6 angetrieben, wobei die Welle 7 in zwei Lagerstellen 8, 9 in den beiden Stirnplatten 2, 3 gelagert ist. Das andere Zahnrad 6 ist dagegen auf einer Antriebswelle 10 gelagert und wird über eine Kupp- lung 11 von einer Abtriebswelle 12 angetrieben, wobei die Abtriebswelle 12 eine Verbindungswelle ist, die über eine weitere Kupplung von einem Antriebsmotor 13 angetrieben wird. Die Abtriebswelle 12 kann hierbei aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, um eine Potentialtrennung zu er- möglichen.

Bei der Abtriebswelle 12 kann es sich auch allgemein um eine Verbindungswelle handeln. Die Verbindungswelle wird überwiegend für den Antrieb auf dem Roboterarm genutzt, wobei der Antriebsmotor im Abstand von ca. 800mm Entfernung positioniert ist. Hierdurch wird ein geringer Aufbau realisiert und die Dosierpumpe kann mit geringer Schlauchlänge nah am Zerstäuber positioniert werden. Außerdem kann die Verbindungs- welle als Isolierwelle ausgeführt sein. Dadurch kann eine Potenzialtrennung zwischen der Pumpe unter Hochspannung und des Antriebsmotors unter Betriebsspannung, bzw. Erdpotenzial erfolgen.

Die Antriebswelle 10 der Pumpe 1 ist hierbei innerhalb der

Pumpe 1 an zwei Lagerstellen 14, 15 in den beiden Stirnplatten 2, 3 der Pumpe 1 gelagert. Darüber hinaus befinden sich hierbei außerhalb der Pumpe 1 zwei Lagerstellen 16, 17, wobei die Lagerstelle 16 die Antriebswelle 10 der Pumpe 1 lagert, während die Lagerstelle 17 die Abtriebswelle 12 des Antriebsmotors 13 lagert. Die Kupplung 11 zwischen dem Antriebsmotor 13 und der Pumpe 1 ist im Stand der Technik beispielsweise als Klauenkupplung, Metallbalgkupplung, Bogenzahnkupplung o- der Magnetkupplung ausgebildet.

Nachteilig an dieser herkömmlichen Bauweise ist zunächst die Tatsache, dass die externe Kupplung 11 zusätzlichen Bauraum benötigt, was eine Montage der gesamten Anordnung auf einem Roboterarm eines Lackierroboters erschwert, da der verfügbare Bauraum dort beschränkt ist.

Ein weiterer Nachteil dieser herkömmlichen Anordnung mit der externen Kupplung 11 zwischen dem Antriebsmotor 13 und der Zahnradpumpe 1 besteht darin, dass die Fluchtungsungenauig- keit der Abtriebswelle 12 des Antriebsmotors 13 gegenüber der Antriebswelle 10 der Zahnradpumpe 1 über mehrere Bauteile (z.B. Roboterarm, Halterungen, Platten, etc.) umgesetzt wird, so dass die Fluchtungsungenauigkeit durch die verschiedenen Bauteiltoleranzen erhöht wird, was schließlich zu mechani- sehen Verspannungen im Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor 13 und der Zahnradpumpe 1 führen kann.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Kupplung 11 in der Regel eine handelsübliche Kupplung ist, die jedoch für die geforderten Antriebsmomente nur in bestimmten Baugrößen erhältlich ist, wodurch der erforderliche Bauraum für die gesamte Anordnung unnötig vergrößert wird.

Schließlich besteht bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Anordnung die Gefahr, dass die Zahnradpumpe 1 bei einer verschleißbedingten Funktionsstörung durch eine handelsübliche Dosierpumpe ersetzt wird, die den geforderten technischen Spezifikationen nicht entspricht, wodurch die Betriebs- Sicherheit der Lackieranlage gefährdet werden kann. Dies liegt daran, dass die Kupplung 11 in der Regel eine handelsübliche Kupplung ist, die demzufolge auch mit den Antriebswellen beliebiger handelsüblicher Dosierpumpen verbunden werden kann.

Ferner ist zum Stand der Technik hinzuweisen auf EP 1 343 971 Bl, DE 10 2005 016 670 Al; DE 697 27 171 T2, DE 10 2005 008 920 Al und DE 10 2005 031 832 Al.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebene herkömmliche Dosierpumpe entsprechend zu verbessern .

Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Pumpe gemäß dem Hauptanspruch gelöst.

Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, die im Stand der Technik vorhandene externe Kupplung und/oder die externen Lagerstellen baulich in die Pumpe zu integrieren, wodurch sich der erforderliche Bauraum verringern lässt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Pumpe also eine baulich in die Pumpe integrierte Kupplung auf, um die Antriebswelle der Pumpe mit einer Abtriebswelle eines Antriebsmotors zu verbinden. Dies bedeutet vorzugsweise, dass die Pumpe ein Pumpengehäuse aufweist, in dem die Kupplung angeordnet ist, so dass das Kupplungsgehäuse die in- tegrierte Kupplung vor einer Verschmutzung schützt.

Darüber hinaus ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die zur Lagerung der Antriebswelle der Pumpe normalerweise außerhalb der Pumpe angeordnete Lagerstelle baulich in die Pumpe integriert ist. Die integrierte Lagerstelle ist vorzugsweise so dimensioniert, dass die integrierte Lagerstelle auch zur Lagerung der Abtriebswelle des Antriebsmotors ausreicht, so dass die Abtriebswelle des Antriebsmotors keine zusätzliche Lagerstelle zwischen der Pumpe und dem Antriebsmotor benötigt. Vorzugsweise sind also zwischen dem Antriebsmotor und der erfindungsgemäßen Pumpe überhaupt keine zusätzlichen Lagerstellen mehr erforderlich.

Beispielsweise kann die integrierte Lagerstelle ein Wälzlager oder ein Gleitlager aufweisen, was an sich aus dem Stand der

Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss.

Darüber hinaus kann die Antriebswelle der Pumpe auf der Pum- penseite der integrierten Lagerstelle durch mindestens einen Wellendichtring abgedichtet sein, was an sich ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss. Bei den herkömmlichen Dosierpumpen ist zur Montage der Pumpe an einem Untergrund (z.B. einem Roboterarm) in der Regel ein Montagewinkel erforderlich, wodurch die Bauhöhe der Pumpe im montierten Zustand relativ groß ist, was die Montage auf ei- nem Roboterarm erschwert, da der Roboterarm in der Regel möglichst schlank sein soll. Die Erfindung sieht deshalb in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vor, dass die Pumpe ohne einen zusätzlichen Halter mit ihrer Unterseite direkt an einem Untergrund montierbar ist, insbesondere an einem Roboterarm eines Lackierroboters. Diese direkte Montage der Pumpe ohne einen zusätzlichen Halter ermöglicht einen sehr geringen Abstand zwischen der Drehachse der Antriebswelle der Pumpe und der Unterseite der Pumpe, die direkt auf der Montagefläche des Untergrunds aufliegt. Beispielsweise kann dieser Abstand zwischen der Drehachse der Antriebswelle der Pumpe und der

Montagefläche kleiner als 50 mm, 40 mm, 30 mm, 20 mm oder sogar kleiner als 10 mm sein. Es besteht im Rahmen der Erfindung also die Möglichkeit, dass der Abstand zwischen der Drehachse der Antriebswelle der Pumpe und der Montagefläche kleiner als der Durchmesser der Antriebswelle ist.

Die Montage der Dosierpumpe kann auch mittels eines konzentrischen Klemmflansches im Bereich des Lagergehäuses erfolgen. Es sind grundsätzlich alle Arten von Befestigungsmög- lichkeiten denkbar.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kupplung ein erstes Kupplungsstück auf, das drehstarr mit der Antriebswelle der Kupplung verbunden ist und im verkuppelten Zustand ei- nen Formschluss mit einem zweiten Kupplungsstück bildet, das drehstarr mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors verbunden ist. Die beiden Kupplungsstücke können also formschlüssig miteinander verbunden werden und bilden dann eine drehstarre, formschlüssige, im Wesentlichen dämpfungsfreie und nicht schaltbare Verbindung zwischen der Abtriebswelle des Antriebsmotors und der Antriebswelle der Pumpe.

Vorzugsweise sind diese beiden Kupplungsstücke komplementär geformt, so dass das erste Kupplungsstück nur mit dem entsprechend komplementär geformten zweiten Kupplungsstück koppelbar ist und einen Formschluss bildet, nicht dagegen mit einer Abtriebswelle ohne ein entsprechend geformtes Kupplungsstück. Die erfindungsgemäße Pumpe kann also nicht durch eine handelsübliche Pumpe ausgetauscht werden, die kein entsprechend angepasstes Kupplungsstück aufweist. Dadurch wird verhindert, dass die Betreiber von Lackieranlagen die erfindungsgemäße Dosierpumpe bei einer verschleißbedingten Funktionsstörung durch eine handelsübliche Dosierpumpe austauschen, die nicht den geforderten technischen Spezifikationen entspricht und deshalb im Betrieb der Lackieranlage zu einer Sicherheitsgefährdung führen könnte. Die individuelle Gestaltung der erfindungsgemäßen Kupplung trägt also zur Betriebssicherheit der Lackieranlage bei.

Aus diesem Grund ist das individuelle erste Kupplungsstück vorzugsweise untrennbar an der Antriebswelle der Pumpe montiert, um eine Montage einer herkömmlichen Schalenkupplung an der Antriebswelle zu verhindern. Die erfindungsgemäße Kupp- lung ist also vorzugsweise so ausgebildet, dass eine Demontage der Kupplung mit dem Ziel eines Anschlusses einer handelsüblichen Dosierpumpe nicht möglich ist.

In einer Variante der erfindungsgemäßen Kupplung weisen die beiden Kupplungsteile jeweils stirnseitig kreissektorförmige und axial hervorstehende Mitnehmer auf, die zwischen entsprechend angepassten kreissektorförmigen Mitnehmern des jeweils anderen Kupplungsteils aufgenommen werden und einen Formschluss bilden. Bei einem Zusammenkuppeln werden die beiden Kupplungsteile also koaxial zusammengeschoben, bis die kreis- sektorformigen Mitnehmer zwischen die kreissektorformigen Mitnehmer des jeweils anderen Kupplungsteils eingeführt sind.

In einer anderen Variante der Erfindung weisen die beiden

Kupplungsstucke zur Bildung des Formschlusses ineinandergreifende Polygonprofile auf. Beispielsweise kann das eine Kupplungsstuck ein Außen-Sechskant-Profil aufweisen, wahrend das andere Kupplungstell ein entsprechend angepasstes Innen- Sechskant-Profil aufweist. Alternativ sind jedoch auch Drei-, Vier-, Fünf-, Sieben- und Acht-Kant-Profile möglich, um nur einige Beispiele zu nennen.

In einer anderen Variante der Erfindung weist das eine Kupp- lungsteil einen axial hervorstehenden Mitnehmerstift auf, der im eingekoppelten Zustand in eine entsprechend angepasste a- xial verlaufende Aufnahmebohrung in dem anderen Kupplungstell eingreift. Vorzugsweise sind hierbei zwei Paare von Mitnehmerstiften und Aufnahmebohrungen vorgesehen, die diametral zur Drehachse der Antriebswelle angeordnet sind.

Eine andere Variante der Erfindung weist dagegen eine Bogen- zahnkupplung auf, wobei das eine Kupplungsstuck eine Außenverzahnung und das andere Kupplungsstuck eine entsprechend angepasste Innenverzahnung aufweist, die im eingekoppelten Zustand ineinander greifen.

Vorzugsweise sind die Außenverzahnung und die Innenverzahnung der beiden Kupplungstelle hierbei nicht normgemaß ausgeführt, sondern individuell gestaltet, um eine Ankupplung mit einer herkömmlichen Kupplung zu verhindern, was aus den vorstehend bereits angeführten Sicherheitserwagungen sinnvoll ist. Diese individuelle Gestaltung der Innenverzahnung bzw. der Außenverzahnung kann dadurch realisiert werden, dass die Außen- bzw. Innenverzahnung über den Umfang verteilt unterschiedlich große Zahne bzw. Zahnlucken aufweist. Die erfindungsgemaße Bogenzahnkupplung passt deshalb nicht zu herkömmlichen Kupp- lungsstucken, was einen Austausch der erfindungsgemaßen Do- sierpumpe durch eine handelsübliche, aber nicht den technischen Spezifikationen entsprechende Dosierpumpe verhindert.

In einer weiteren Variante der Erfindung weist die Kupplung drei Kupplungstelle auf, wobei das erste Kupplungsteil dreh- starr mit der Antriebswelle der Pumpe verbunden ist, wahrend das zweite Kupplungsteil drehstarr mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors verbunden ist. Das dritte Kupplungsteil wird zwischen das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil eingesetzt und bildet im zusammengekoppelten Zustand einen Formschluss mit dem ersten Kupplungsteil und mit dem zweiten Kupplungsteil .

Dieser Formschluss kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das erste Kupplungsteil und das zweite Kupp- lungsteil stirnseitig axial hervorstehende Klauen aufweist, die in entsprechende Aufnahmen in dem mittleren Kupplungsteil eingreifen .

Die beiden axial außen liegenden Kupplungsteilen sind vor- zugsweise emstuckig an die jeweiligen Wellenenden angeformt bzw. werden durch die jeweiligen Wellenenden gebildet, so dass nur ein freies Kupplungsteil in Form einer Verbindungs- hulse vorliegt.

Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die Verbindungshulse der Kupplung eine mechanische Uberlastsicherung bietet, um eine uberlastbedingte Beschädigung der Antriebswelle zu verhindern. Die Verbindungshulse bricht dann bereits bei einem Drehmoment, das die Antriebswelle noch mit ausreichender Si- cherheit aushält. Beispielsweise kann die Verbindungshϋlse eine mechanische Belastbarkeit von 12-20Nm aufweisen.

Darüber hinaus ermöglicht die Verbindungshϋlse vorzugsweise einen Axial-, Radial- und Winkelversatz zwischen den Wellen.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Kupplung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung von einer Ummantelung umgeben ist, welche die Kupplung vor einer Verschmutzung schützt. Vorzugsweise verläuft die Ummantelung im Wesentlichen koaxial zu der Antriebswelle der Pumpe, wobei die Ummantelung an ihrem distalen Ende stirnseitig eine Einführöffnung aufweist, in welche die Abtriebswelle des Antriebsmotors mit dem zweiten Kupplungsstück axial eingeführt werden kann, um die beiden Kupplungsstücke aneinander zu kuppeln.

Hierbei ragt die Antriebswelle der Pumpe mit dem ersten Kupplungsstück in axialer Richtung vorzugsweise nicht aus der Ummantelung heraus, um eine Montage einer handelsüblichen her- kömmlichen Kupplung zu verhindern.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Ummantelung der Kupplung vorzugsweise einen Innendurchmesser aufweist, der gegenüber dem Außendurchmesser des ersten Kupplungsstückes bzw. der An- triebswelle der Pumpe ein Übermaß aufweist, das kleiner ist als 10 mm, 5 mm oder 2 mm. Darüber hinaus weist die Einführöffnung der Ummantelung einen lichten Durchmesser auf, der gegenüber dem Außendurchmesser des ersten Kupplungsstücks bzw. der Antriebswelle der Pumpe ein Übermaß aufweist, das vorzugsweise kleiner ist als 10 mm, 5 mm oder 2 mm. Zum einen verhindert dieses relativ geringe Übermaß im zusammengekoppelten Zustand das Eindringen von Schmutz in die Ummantelung. Zum anderen hat das relativ geringe Übermaß den Vorteil, dass der Austausch durch handelsübliche, aber ungeeignete Dosier- pumpen erschwert wird, was zur Betriebssicherheit der Lackieranlage beiträgt.

Bei der erfindungsgemäßen Pumpe handelt es sich vorzugsweise um eine Rotationskolbenpumpe, wie beispielsweise eine Zahnradpumpe. Derartige Zahnradpumpen sind beispielsweise in der bereits eingangs zitierten Patentanmeldung DE 10 2005 059 563 Al beschrieben und aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise einer Zahnradpumpe verzichtet werden kann. Der Offenbarungsgehalt der vorstehend zitierten Patentanmeldung DE 10 2005 059 563 Al ist jedoch hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise einer Zahnradpumpe der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen.

Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Pumpentyps nicht auf Zahnradpumpen beschränkt, sondern auch mit anderen Pumpentypen realisierbar, wie beispielsweise Taumelkolbenpumpen, Exzenterschneckenpumpen und Axialkolbenpumpen, um nur einige Beispiele zu nennen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist bereits ersichtlich, dass es sich bei der erfindungsgemäßen Pumpe vorzugsweise um eine Dosierpumpe handelt, deren Förderleistung im Wesentli- chen unabhängig von dem Druckverhältnis zwischen dem Pumpen- einlass und dem Pumpenauslass ist.

Weiterhin ist es für den Einsatz in einer Lackieranlage selbstverständlich, dass die Pumpe vorzugsweise lösemittelbe- ständig und/oder lackbeständig ist.

Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass die erfindungsgemäße Dosierpumpe eine möglichst geringe Baugröße aufweisen sollte, um die Montage auf einem schlanken Roboterarm eines Lackierroboters zu ermöglichen. Bei der erfindungsgemaßen Dosierpumpe ragt die integrierte Kupplung deshalb in radialer Richtung bezuglich der Antriebswelle vorzugsweise nicht über die Stirnplatten der Zahnradpumpe hinaus, so dass die Baugro- ße der erfindungsgemaßen Dosierpumpe durch die Integration der Kupplung in die Pumpe nicht vergrößert wird.

Ferner ist zu erwähnen, dass die Kupplung vorzugsweise drehstarr, formschlussig, nicht schaltbar, schlupffrei und/oder im Wesentlichen dampfungsfrei ist.

Dabei kann die erfindungsgemaße Kupplung beispielsweise eine axiale Toleranz von mindestens 1 mm, 2 mm, 5 mm oder 10 mm aufweisen. Dies bedeutet, dass die Antriebswelle der Pumpe und die Abtriebswelle des Antriebsmotors einen entsprechenden axialen relativen Bewegungsspielraum haben.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemaße Kupplung eine Winkeltoleranz von mindestens 1°, 2°, 3°, 4° oder 5° aufweisen. Dies bedeutet, dass die Antriebswelle der Pumpe und die Abtriebswelle des Antriebsmotors nicht exakt parallel verlaufen müssen, sondern einen entsprechenden Winkel einschließen können.

Ferner ist zu erwähnen, dass der vorstehend erwähnte Begriff einer Integration der Kupplung in die Pumpe auch einschließt, dass die Kupplung in einem an die Pumpe angeflanschten Kupp- lungsgehause angeordnet ist.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht auf eine Pumpe als einzelnes Bauteil beschrankt ist, sondern auch eine entsprechende Beschichtungseinrichtung mit einer derartigen Pumpe umfasst. Die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung kann beispielsweise als Lackierroboter ausgeführt sein und umfasst neben der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Pumpe einen Antriebsmotor für die Pumpe sowie einen Zerstäuber zur Appli- kation des von der Pumpe dosierten Beschichtungsmittels .

Vorzugsweise ist die Pumpe hierbei gemeinsam mit dem Antriebsmotor in oder an dem distalen oder proximalen Roboterarm des Lackierroboters montiert.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung als Lackiermaschine mit mehreren linearen Bewegungsfreiheitsgraden ausgeführt ist, beispielsweise als sogenannte Seitenmaschine oder Dachmaschine zur La- ckierung der Seitenflächen bzw. Dach- und Haubenflächen einer Kraftfahrzeugkarosserie .

Schließlich umfasst die Erfindung auch die neuartige Verwendung einer entsprechenden Pumpe zum Dosieren eines Beschich- tungsmittels in einer Beschichtungsanlage .

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur IA eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Dosierpumpe,

Figur IB eine Detailansicht der Dosierpumpe aus Figur

IA im Kupplungsbereich,

Figur 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Dosierpumpe, Figur 3 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Anordnung einer Dosierpumpe mit einer externen Kupplung und einem zugehörigen An- triebsmotor,

Figuren 4A-4C eine Variante einer erfindungsgemäßen Kupplung mit kreissektorförmigen Mitnehmern, die formschlüssig ineinander greifen,

Figur 5A-5C eine andere Variante einer erfindungsgemäßen

Kupplung mit formschlüssig ineinander greifenden Achtkant-Profilen,

Figuren 6A-6C eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen

Kupplung mit Mitnehmerstiften, die in entsprechende Aufnahmebohrungen eingreifen,

Figuren 7A-7C eine erfindungsgemäße Bogenzahnkupplung,

Figur 8A eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Dosierpumpe mit einem anderen Kupplungstyp sowie

Figur 8B eine Perspektivansicht der Kupplung der Dosierpumpe aus Figur 8A.

Die in den Figuren IA und IB dargestellte erfindungsgemäße Zahnradpumpe 1 stimmt teilweise mit der eingangs beschriebe- nen und in Figur 3 schematisch dargestellten Zahnradpumpe 1 überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 3 verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Ergänzend ist zu erwähnen, dass in der Stirnplatte 2 eine Ringnut 16 angeordnet ist, die einen zur Vereinfachung nicht dargestellten Dichtungsring aufnimmt, der die Welle 7 gegen- über der zugehörigen Bohrung in der Stirnplatte 2 abdichtet.

Weiterhin befinden sich in der Mittelplatte 4 jeweils stirnseitig entsprechende Ringnuten 17, 18, die jeweils einen Dichtungsring aufnehmen, der zur Vereinfachung ebenfalls nicht dargestellt ist. Der Dichtungsring in der Ringnut 17 dichtet hierbei den Spalt zwischen der Mittelplatte 4 und der Stirnplatte 2 ab, während der Dichtungsring in der Ringnut 18 den Spalt zwischen der Mittelplatte 4 und der Stirnplatte 3 abdichtet.

Weiterhin befindet sich in der Stirnplatte 2 eine Spülmittelbohrung 19, über die Spülmittel zugeführt werden kann, wobei das zugeführte Schmiermittel über Schmiermittelkanäle 20, 21, 22 zu den Schmierpunkten geleitet wird.

Eine erfindungsgemäße Besonderheit besteht hierbei darin, dass an die Stirnplatte 3 ein Kupplungsgehäuse 23 angeflanscht ist, wobei das Kupplungsgehäuse 23 durch mehrere Schrauben 24 mit der Stirnplatte 3 verschraubt ist.

Die Antriebswelle 10 der Zahnradpumpe 1 weist an ihrem distalen Ende ein Wellenstück 25 mit einem stufenförmig verringerten Durchmesser d2<dl auf, wobei an dem distalen Ende des Wellenstücks 25 ein Kupplungsstück 26 drehstarr angebracht ist. Das Kupplungsstück 26 bildet im eingekuppelten Zustand einen Formschluss mit einem entsprechend angepassten Kupplungsstück 27, das drehstarr mit der Abtriebswelle 12 des Antriebsmotors 13 verbunden ist. Das Wellenstück 26 der Antriebswelle 10 der Zahnradpumpe 1 ist hierbei innerhalb des Kupplungsgehäuses 23 in einem Wälzlager 28 gelagert, wobei das Wälzlager 28 so bemessen ist, dass auf die im Stand der Technik gemäß Figur 3 erforderli- chen Lagerstellen 16, 17 zwischen der Zahnradpumpe 1 und dem Antriebsmotor 13 verzichtet werden kann.

Darüber hinaus ist die Antriebswelle 10 der Zahnradpumpe 1 zwischen dem Wälzlager 28 und der Stirnplatte 3 durch mehrere Wellendichtringe 29, 30 abgedichtet.

Ferner ist zu erwähnen, dass die Antriebswelle 10 mit dem daran angebrachten Kupplungsstück 26 in axialer Richtung nicht aus dem Kupplungsgehäuse 23 herausragt. Zum einen wird dadurch eine Verschmutzung des Kupplungsstücks 26 erschwert, da das umgebende Kupplungsgehäuse 23 vor Verschmutzungen schützt. Zum anderen wird dadurch eine Ankopplung herkömmlich gestalteter Abtriebswellen ohne das Kupplungsstück 27 erschwert. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Kupplung nur ein einziges Kupplungsteil aufweist.

Dies ist vorteilhaft, weil dadurch ein Austausch der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe 1 durch eine handelsübliche, aber nicht den technischen Spezifikationen entsprechendende Dosierpumpe erschwert wird, was zur Betriebssicherheit der Lackieranlage beiträgt.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Integration der Kupplung in die Zahnradpumpe 1 eine geringe Bauhöhe ermöglicht. So wird die Zahnradpumpe 1 in diesem Ausführungsbeispiel mit ihrer Unterseite 31 auf einem Roboterarm eines Lackierroboters montiert, wobei ein Abstand a zwischen der Unterseite 31 der Zahnradpumpe 1 und einer Drehachse 32 der Antriebswelle 10 kleiner sein kann als 30 mm. Die erfindungsgemaße Zahnradpumpe 1 ermöglicht also aufgrund ihrer geringen Bauhohe einen äußerst schlanken Roboterarm.

Die Figuren 4A-4C zeigen eine Variante einer erfindungsgema- ßen Kupplung, die in den Figuren IA und IB dargestellt ist. Hierbei weisen die beiden Kupplungsstucke 26, 27 jeweils stirnseitig axial hervorstehende, kreissektorformige Mitnehmer 33, 34 auf, die im eingekoppelten Zustand ineinander greifen und eine formschlussige Verbindung bilden.

Die Figuren 5A-5C zeigen ein alternatives Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemaßen Kupplung. Hierbei weist das Kupplungsstuck 26 ein Innen-Achtkant-Profil 35 auf, wahrend das andere Kupplungsstuck 27 ein entsprechend angepasstes Außen- Achtkant-Profil 36 aufweist, wobei die beiden Profile der Kupplungsstucke 26, 27 im zusammengekoppelten Zustand form- schlussig ineinander greifen.

Die Figuren 6A-6C zeigen ein alternatives Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemaßen Kupplung, bei dem an dem Kupplungsstuck 27 zwei axial hervorstehende Mitnehmerstifte 37, 38 angeordnet sind, die im eingekoppelten Zustand in entsprechend angepasste axial verlaufende Aufnahmebohrungen 39, 40 in dem anderen Kupplungsstuck 26 eingreifen und dadurch eine form- schlussige, drehstarre Verbindung bilden.

Die Figuren 7A-7C zeigen eine weitere Variante einer erfin- dungsgemaßen Kupplung in Form einer Bogenzahnkupplung . Hier- bei weist das Kupplungsstuck 27 eine Außenverzahnung 41 auf, die im zusammengekoppelten Zustand in eine entsprechend angepasste Innenverzahnung 42 des anderen Kupplungsstucks 26 eingreift . Die Figuren 8A und 8B zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Zahnradpumpe 1, wobei dieses Ausführungsbeispiel weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in den Figuren IA und IB dargestellten Ausführungsbeispiel überein- stimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels ist die Kupp- lung zur Verbindung der Antriebswelle 10 mit der Abtriebswelle 12. So besteht die Kupplung aus drei Kupplungsteilen 43, 44, 45, wobei das Kupplungsteil 43 drehstarr mit der Antriebswelle 10 der Zahnradpumpe 1 verbunden ist, während das Kupplungsstück 45 drehstarr mit der Abtriebswelle 12 des An- triebsmotors 13 verbunden ist.

Das Kupplungsstück 44 wird zwischen die beiden Kupplungsstücke 43, 45 eingesetzt und ist im zusammengekoppelten Zustand formschlüssig mit den Kupplungsstücken 43, 45 verbunden, so dass das Kupplungsstück 44 eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Kupplungsstücken 43, 45 herstellt. Hierzu weisen die beiden Kupplungsstücke 43, 45 vier axial verlaufende und über den Umfang verteilte Rippen auf, die in entsprechende axial verlaufende und über den Umfang verteilte Nuten in dem Kupplungsstück 44 eingreifen und dadurch eine drehstarre Verbindung bilden.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass hierbei eine Lagerbuchse 46 in das Kupplungsgehäuse 23 eingesetzt ist, wobei die Lager- buchse 46 eine Gleitlagerung für das Kupplungsstück 44 bietet.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand der einzelnen Unteran- Sprüche unabhängig von dem Gegenstand der in Bezug genommenen Ansprüche .

Bezugszeichenliste

1 Zahnradpumpe 33 Mitnehmer

2 Stirnplatte 34 Mitnehmer

3 Stirnplatte 35 Innen-Achtkant-Profil

4 Mittelplatte 36 Außen-Achtkant-Profil

5 Zahnrad 37 Mitnehmerstift

6 Zahnrad 38 Mitnehmerstift

7 Welle 39 Aufnahmebohrung

8 Lagerstelle 40 Aufnahmebohrung

9 Lagerstelle 41 Außenverzahnung

10 Antriebswelle 42 Innenverzahnung

11 Kupplung 43 Kupplungsteil

12 Abtriebswelle 44 Kupplungsteil

13 Antriebsmotor 45 Kupplungsteil

14 Lagerstelle 46 Lagerbuchse

15 Lagerstelle

16 Ringnut

17 Ringnut

18 Ringnut

19 Spulmittelbohrung

20 Schmiermittel kanal

21 Schmiermittelkanal

22 Schmiermittelkanal

23 Kupplungsgehäuse

24 Schraube

25 Wellenstuck

26 Kupplungsstück

27 Kupplungsstuck

28 Walzlager

29 Wellendichtring

30 Wellendichtring

31 Unterseite

32 Drehachse

Claims

ANSPRÜCHE

1. Pumpe (1) zum Fördern eines Fluids, insbesondere Dosierpumpe (1) zum Dosieren eines Beschichtungsmittels in einer Beschichtungsanlage, mit a) einer drehbar gelagerten Antriebswelle (10) zum mechanischen Antrieb der Pumpe (1) , gekennzeichnet durch b) eine baulich in die Pumpe (1) integrierte Kupplung (26, 27; 43-45) zur mechanischen Verbindung der Antriebswelle (10) der Pumpe (1) mit einer Abtriebswelle (12) .

2. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass zur Lagerung der Antriebswelle (10) der Pumpe (1) eine baulich in die Pumpe (1) integrierte Lagerstelle (28) vorgesehen ist, und/oder b) dass die integrierte Lagerstelle (28) so dimensioniert ist, dass die integrierte Lagerstelle (28) auch zur Lagerung der Abtriebswelle (12) des Antriebsmotors (13) ausreicht, so dass die Abtriebswelle (12) des Antriebsmotors (13) keine zusätzliche Lagerstelle zwischen der Pumpe (1) und dem Antriebsmotor (13) benötigt, und/oder c) dass die integrierte Lagerstelle (28) ein Wälzlager o- der ein Gleitlager aufweist, und/oder d) dass die Antriebswelle (10) der Pumpe (1) auf der Pumpenseite der integrierten Lagerstelle (28) durch mindestens einen Wellendichtring (29, 30) abgedichtet ist, und/oder e) dass die externe Abtriebswelle (12) in einem Gleitlager gelagert ist.

3. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Pumpe (1) ohne einen zusätzlichen Halter mit ihrer Unterseite (31) direkt an einem Untergrund mon- tierbar ist, insbesondere an einem Roboterarm eines Lackierroboters, und/oder b) dass der Abstand zwischen der Drehachse (32) der Antriebswelle (10) der Pumpe (1) und der Unterseite (31) der Pumpe (1) kleiner als 50mm, 40mm, 30mm, 20mm oder 10mm und/oder kleiner als der Durchmesser der Antriebswelle (10) ist.

4. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (26, 27) ein erstes Kupplungsstück (26) aufweist, das drehstarr mit der Antriebswelle (10) der Pumpe (1) verbunden ist und im verkuppelten Zustand einen Formschluss mit einem zweiten Kupplungsstück (27) bildet, das drehstarr mit der Abtriebswelle (12) des Antriebsmotors (13) verbunden ist

5. Pumpe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kupplungsstücke (26, 27) komplementär geformt sind, so dass das erste Kupplungsstück (26) nur mit dem entsprechend komplementär geformten zweiten Kupplungsstück (27) koppelbar ist und einen Formschluss bildet, nicht dagegen mit einer Abtriebswelle (12) ohne ein entsprechend geformtes Kupplungs stück.

6. Pumpe (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich- net, dass das erste Kupplungsstück (26) untrennbar an der Antriebswelle (10) der Pumpe (1) montiert ist, um eine Montage einer Schalenkupplung an der Antriebswelle (10) zu verhindern.

7. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass die beiden Kupplungsteile (26, 27) jeweils stirnseitig kreissektorförmige und axial hervorstehende Mit- nehmer (33) aufweisen, die zwischen entsprechend ange- passten kreissektorförmigen Mitnehmern (34) des jeweils anderen Kupplungsteils aufgenommen werden und einen Formschluss bilden, oder b) dass die beiden Kupplungsstücke (26, 27) zur Bildung des Formschlusses ineinander greifende Polygonprofile

(35, 36) aufweisen, oder c) dass die beiden Kupplungsteile (26, 27) mindestens einen axial hervorstehenden Mitnehmerstift (37, 38) und mindestens eine entsprechende axial verlaufende Aufnah- mebohrung (39, 40) aufweisen, die zur Bildung des Formschlusses im eingekuppelten Zustand ineinander greifen, oder d) dass die Kupplung eine Bogenzahnkupplung ist, wobei das eine Kupplungsstück (27) eine Außenverzahnung (41) und das andere Kupplungsstück (26) eine entsprechend ange- passte Innenverzahnung (42) aufweist.

8. Pumpe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Außenverzahnung des einen Kupplungsteils und die Innenverzahnung des anderen Kupplungsteils nicht normgemäß ausgeführt sind, um eine Ankupplung mit einer herkömmlichen Kupplung zu verhindern, und/oder b) dass die Außenverzahnung über den Umfang verteilt unterschiedlich große Zähne aufweist und dass die Innen- Verzahnung entsprechend angepasst ist und über den Umfang unterschiedliche große Zahnlücken aufweist.

9. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Kupplung ein erstes Kupplungsteil (43) aufweist, das drehstarr mit der Antriebswelle (10) der Pumpe (1) verbunden ist, und b) dass die Kupplung ein zweites Kupplungsteil (45) aufweist, das drehstarr mit der Abtriebswelle (12) des Antriebsmotors (13) verbunden ist, und c) dass die Kupplung ein drittes Kupplungsteil (44) auf- weist, das zwischen das erste Kupplungsteil (43) und das zweite Kupplungsteil (45) eingesetzt ist und im eingekuppelten Zustand einen Formschluss mit dem ersten Kupplungsteil (43) und mit dem zweiten Kupplungsteil (45) bildet, und/oder d) dass das erste Kupplungsteil (43) einstückig an die Antriebswelle (10) angeformt ist, und/oder e) dass das zweite Kupplungsteil (45) einstückig an die Abtriebswelle (12) angeformt ist.

10. Pumpe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass das erste Kupplungsteil (43) stirnseitig axial hervorstehenden Klauen aufweist, b) dass das zweite Kupplungsteil (45) stirnseitig axial hervorstehenden Klauen aufweist, c) dass das dritte Kupplungsteil (44) Aufnahmen für die Klauen des ersten Kupplungsteils (43) und des zweiten Kupplungsteils (45) aufweist.

11. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Kupplung von einer Ummantelung (23) umgeben ist, welche die Kupplung vor einer Verschmutzung schützt, b) dass die Ummantelung (23) im Wesentlichen koaxial zu der Antriebswelle (10) der Pumpe (1) verläuft, c) dass die Ummantelung (23) an ihrem distalen Ende stirnseitig eine Einführöffnung aufweise, in welche die Ab- triebswelle (12) des Antriebsmotors (13) mit dem zweiten Kupplungsstück (27) axial eingeführt werden kann, um die beiden Kupplungsstücke (26, 27) aneinander zu kuppeln .

12. Pumpe (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (10) der Pumpe (1) mit dem ersten Kupplungsstück (26) in axialer Richtung nicht aus der Ummantelung (23) heraus ragt, um eine Montage einer herkömmlichen Kupplung zu verhindern.

13. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Ummantelung (23) der Kupplung einen Innendurchmesser aufweist, der gegenüber dem Außendurchmes- ser des ersten Kupplungsstücks (26) ein Übermaß aufweist, das kleiner ist als 10mm, 5mm oder 2mm, und/oder b) dass die Einführöffnung der Ummantelung (23) einen lichten Durchmesser aufweist, der gegenüber dem Außendurchmesser des ersten Kupplungsstücks (26) ein Übermaß aufweist, das kleiner ist als 10mm, 5mm oder 2mm,

14. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Pumpe (1) eine Rotationskolbenpumpe (1) ist, insbesondere eine Zahnradpumpe (1), und/oder b) dass die Pumpe (1) eine Dosierpumpe (1) ist und eine Förderleistung aufweist, die im Wesentlichen unabhängig von dem Druckverhältnis zwischen einem Pumpeneinlass und einem Pumpenauslass ist, und/oder c) dass die Pumpe (1) lösemittelbeständig und/oder lackbeständig ist.

15. Pumpe (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Zahnradpumpe (1) zwei Stirnplatten (2, 3) aufweist, zwischen denen zwei ineinander kämmende Pumpenzahnräder (5, 6) angeordnet sind, die von der Antriebswelle (10) angetrieben werden, und b) dass die integrierte Lagerstelle (28) für die Antriebs- welle (10) der Pumpe (1) außerhalb der beiden Stirnplatten (2, 3) und innerhalb der Pumpe (1) angeordnet ist, und/oder c) dass die Kupplung in radialer Richtung bezüglich der Antriebswelle (10) nicht über die Stirnplatten (2, 3) der Zahnradpumpe (1) hinaus ragt.

16. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung a) drehstarr, b) formschlüssig, c) nicht schaltbar und/oder, d) im Wesentlichen dämpfungsfrei ist, e) eine axiale Toleranz von mindestens lmm, 2mm, 5mm oder 10mm aufweist, f) eine Winkeltoleranz von mindestens 1°, 2°, 3°, 4° oder 5° aufweist.

17. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , a) dass die Kupplung in einem Kupplungsgehäuse (23) angeordnet ist und b) dass das Kupplungsgehäuse (23) an die Pumpe (1) angeflanscht ist.

18. Beschichtungseinrichtung, insbesondere Lackierroboter zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, mit a) einem Zerstäuber zur Applikation eines Beschichtungs- mittels, b) einer Pumpe (1) zur Versorgung des Zerstäubers mit dem Beschichtungsmittel und c) einem Antriebsmotor (13) zum Antrieb der Pumpe (1), dadurch gekennzeichnet, dass d) die Pumpe (1) eine Pumpe (1) nach einem der vorherge- henden Ansprüche ist.

19. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als a) mehrachsiger Lackierroboter mit mehreren relativ zuein- ander schwenkbaren Roboterarmen, die den Zerstäuber führen, oder b) Lackiermaschine mit mehreren linearen Bewegungsfreiheitsgraden, insbesondere als Seitenmaschine oder Dachmaschine .

20. Beschichtungseinrichtung in Form eines Lackierroboters nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (1) und der Antriebsmotor (13) gemeinsam in oder an a) dem distalen Roboterarm oder b) dem proximalen Roboterarm montiert sind.

21. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Pumpe (1) ohne einen zusätzlichen Halter mit ihrer Unterseite (31) direkt an dem Roboterarm montiert ist, und/oder b) dass der Abstand (a) zwischen der Drehachse (32) der Antriebswelle (10) der Pumpe (1) und dem Roboterarm kleiner als 50mm, 40mm, 30mm, 20mm oder 10mm und/oder kleiner als der Durchmesser der Antriebswelle (10) ist.

22. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Antriebswelle (10) der Pumpe (1) außerhalb der Pumpe (1) keine zusätzliche Lagerstelle aufweist, und/oder b) dass die Abtriebswelle (12) außerhalb des Antriebsmo- tors (13) keine zusätzliche Lagerstelle aufweist, und/oder c) dass die Antriebswelle (10) der Pumpe (1) und die Abtriebswelle (12) zwischen der Pumpe (1) und dem Antriebsmotor (13) keine Lagerstelle aufweisen.

23. Verwendung einer Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Dosieren eines Beschichtungsmittels in einer Be- schichtungsanlage .