DE10012662B4 - Coolant pump with electrically commutated electric motor - Google Patents

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Abstract

Kühlmittelpumpe mit elektronisch kommutiertem Elektromotor für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (6) eines als Trockenläufer ausgebildeten elektronisch kommutierten Elektromotors auf einem Flansch (2) drehfest befestigt ist, welcher am Brennkraftmotorgehäuse (1) selbst oder an einem am Brennkraftmotorgehäuse (1) angeordnetem Dichtflansch (17) befestigt ist, wobei der dem Spulenkörper (6) zugeordnete Außenläufer (8) des elektronisch kommutierten Elektromotors über eine Außenläuferhülse (7) mit einer im Flansch (2) gelagerten Flügelradwelle (5) drehfest verbunden ist.Coolant pump with electronically commutated electric motor for internal combustion engines, characterized in that the bobbin (6) designed as a dry rotor electronically commutated electric motor on a flange (2) is rotatably attached, which on the engine housing (1) itself or on a on the engine housing (1) arranged Sealing flange (17) is fixed, wherein the bobbin (6) associated external rotor (8) of the electronically commutated electric motor via an outer rotor sleeve (7) with a flange (2) mounted impeller shaft (5) is rotatably connected.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe mit elektronisch kommutiertem Elektromotor vorzugsweise zur Kühlmittelumwälzung bei Brennkraftmaschinen.The The invention relates to a coolant pump with electronically commutated electric motor preferably for coolant circulation Internal combustion engines.

In der DE 44 11 960 A1 wird bereits eine Kühlmittelpumpe mit elektronisch kommutiertem Elektromotor vorbeschrieben. In dieser Bauform sind eine Pumpenkammer mit einem Pumpenradrotor und eine Polkammer hermetisch voneinander abgedichtet. Ein wesentlicher Nachteil dieser Bauform besteht in den mit der hermetischen Abdichtung verbundenen hohen Fertigungskosten, die insbesondere auf die technisch zwingend erforderliche geringe Spaltweite und die damit verbundenen Toleranzen zurückzuführen sind. Darüber hinaus treten aufgrund des bei dieser Bauform verwendeten „Spalttopfes” zwangsläufig magnetische Verluste auf. Zudem bedingt die viskose Reibung in den engen vg. Spalten hohe Reibungsverluste. Gleichzeitig erhöht der glockenförmig auszuführende Pumpenradrotor und dessen fliegende Lagerung zwangsläufig nochmals die Fertigungskosten.In the DE 44 11 960 A1 already a coolant pump with electronically commutated electric motor is described above. In this design, a pump chamber with a pump rotor and a pole chamber are hermetically sealed from each other. A major disadvantage of this design is the associated with the hermetic seal high production costs, which are due in particular to the technically imperative required small gap width and the associated tolerances. In addition, occur due to the "split pot" used in this design inevitably magnetic losses. In addition, the viscous friction in the narrow vg. Columns high friction losses. At the same time increases the bell-shaped pump rotor and its flying bearing inevitably again increases the cost of production.

Die DE 196 46 617 A1 beschreibt nun eine weitere Lösung einer Kühlmittelpumpe mit elektronisch kommutiertem Elektromotor. Nachteilig ist bei dieser Bauform wiederum die technisch zwingend erforderliche großflächige hermetische Abdichtung zwischen den Baugruppen des Motors mit all den daraus resultierenden bereits in Verbindung mit der vorgenannten Bauform beschriebenen Nachteilen wie magnetische Verluste, hohe viskose Reibung in engen Spalten und erhöhte, toleranzbedingte Fertigungsaufwendungen. Zu diesem erhöhten, toleranzbedingten Fertigungsaufwand erfordert die im DE 196 46 617 A1 vorgestellte Lösung einen sehr hohen spezifischen Fertigungsaufwand, der daraus resultiert, dass für jede Pumpenbauform und Pumpenbaugröße jeweils speziell angepasste Elektromotore bereitgestellt werden müssen. Zudem treten bei dieser Lösung in Verbindung mit dem im Kühlmittel umlaufenden Magnetring auch hohe Reibungsverluste in Form von Panschverlusten auf.The DE 196 46 617 A1 now describes another solution of a coolant pump with electronically commutated electric motor. A disadvantage of this design turn the technically imperative required large-scale hermetic seal between the components of the engine with all the resulting resulting already described in connection with the above design disadvantages such as magnetic losses, high viscous friction in tight gaps and increased, tolerance-related manufacturing costs. For this increased, tolerance-related manufacturing effort requires in the DE 196 46 617 A1 presented solution a very high specific manufacturing costs, which results from the fact that each specially adapted electric motors must be provided for each pump design and pump size. In addition, occur in this solution in conjunction with the circulating in the coolant magnetic ring also high friction losses in the form of Panschverlusten.

Zudem ist diesen beiden im Stand der Technik vorbeschriebenen Bauformen gemeinsam, dass die vorgestellten Lösungen mit bereits existierenden Motorfamilien mit Keilriemenantrieb nicht kompatibel sind.moreover is these two previously described in the prior art designs together that the solutions presented with existing engine families are not compatible with V-belt drive.

Weiterhin ist aus der DE 44 46 915 A1 ein magnetischer Pumpenantrieb mit einem von einem Piezo-Wanderwellenmotor angetriebenen äußeren, „trocken” laufenden Rotor der über Magnete einen hermetisch von diesem abgedichteten inneren, „nass” laufenden Pumpenradrotor antreibt.Furthermore, from the DE 44 46 915 A1 a magnetic pump drive with an external, "dry" running driven by a piezo traveling wave motor rotor of the magnets on a hermetically sealed from this inner, "wet" running impeller rotor drives.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühlmittelpumpe mit elektronisch kommutiertem Elektromotor zu entwickeln, welche die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sich insbesondere durch deutlich verringerte Verlustleistungen und somit einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet, gleichzeitig eine fertigungstechnisch optimale, kostengünstige Spulenabdichtung gegenüber dem Kühlmittel ermöglicht, kompatibel zu bereits existierenden Motorfamilien mit Keilriemenantrieb ist, und zudem eine hohe Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit bei minimiertem Fertigungs- und Montageaufwand gewährleistet.Of the The invention is therefore based on the object, a coolant pump to develop with electronically commutated electric motor which does not have the aforementioned disadvantages of the prior art, in particular by significantly reduced power losses and thus distinguishes a high degree of efficiency, at the same time a manufacturing technology optimal, cost-effective Coil seal opposite the coolant allows Compatible with existing V-belt engine families and high reliability and reliability guaranteed with minimized production and assembly costs.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kühlmittelpumpe mit elektronisch kommutiertem Elektromotor für Brennkraftmaschinen erreicht, die sich dadurch auszeichnet, dass der Spulenkörper (6) eines als Trockenläufer ausgebildeten elektronisch kommutierten Elektromotors auf einem Flansch (2) drehfest befestigt ist, welcher am Brennkraftmotorgehäuse (1) selbst oder an einem am Brennkraftmotorgehäuse (1) angeordneten Dichtflansch (17) befestigt ist, wobei der Außenläufer (8) des elektronisch kommutierten Elektromotors mit einer im Flansch (2) gelagerten Flügelradwelle (5) drehfest verbunden ist.According to the invention this object is achieved by a coolant pump with electronically commutated electric motor for internal combustion engines, which is characterized in that the bobbin ( 6 ) of a trained as a dry rotor electronically commutated electric motor on a flange ( 2 ), which on the engine housing ( 1 ) itself or on one of the internal combustion engine housing ( 1 ) arranged sealing flange ( 17 ), wherein the external rotor ( 8th ) of the electronically commutated electric motor with one in the flange ( 2 ) mounted impeller shaft ( 5 ) is rotatably connected.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Kühlmittelpumpe, die die Verwendung eines als Trockenläufer ausgebildeten elektronisch kommutierten Elektromotors ermöglicht, wird eine fertigungstechnisch optimale, kostengünstige Spulenabdichtung möglich, so dass auf die Verwendung eines Spalttopfes oder einer sonstigen hermetischen Abdichtung zwischen den einzelnen Baugruppen des Motors verzichtet werden kann. Somit können die Fertigungskosten aufgrund der sinkenden toleranzbehafteten Baugruppen deutlich gesenkt und andererseits die magnetischen Verluste minimiert werden, da der Einsatz einer hermetischen Trennwand zwischen den Baugruppen des Motors entfällt. Darüber hinaus werden gleichzeitig die durch die Baugruppen des Motors bedingten Flüssigkeitsreibungs- und Panschverluste vermieden, so dass der Wirkungsgrad der Pumpe sich deutlich verbessert. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung den Einsatz „eines” Bautyps des elektronisch kommutierten Elektromotors für mehrere Pumpenbauformen und senkt auch dadurch merklich den Fertigungs- und Montageaufwand bei der Kühlmittelpumpenherstellung. Besonders hervorzuheben ist auch, dass die erfindungsgemäße Lösung mit sehr geringem Änderungsaufwand in bereits existierenden Motorfamilien eingesetzt werden kann.By the inventive design the coolant pump, the use of a trained as a dry runner electronically commutated electric motor allows is a manufacturing technology optimal, cost coil sealing possible, so that on the use of a containment shell or other hermetic Sealing between the individual modules of the engine omitted can be. Thus, you can the manufacturing costs due to the decreasing tolerance-sensitive assemblies significantly reduced and on the other hand minimizes the magnetic losses Be as the use of a hermetic partition between the modules the engine is eliminated. About that In addition, at the same time caused by the components of the engine Flüssigkeitsreibungs- and avoid slug losses, so that the efficiency of the pump significantly improved. In addition, the solution according to the invention allows the Use of "one" type of construction the electronically commutated electric motor for several pump types and This also noticeably reduces the production and assembly costs associated with the Coolant pump manufacturing. It should also be emphasized that the solution according to the invention with very little change effort can be used in existing engine families.

Die geringe Bautiefe der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht insbesondere auch den Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung mit elektronisch kommutiertem Elektromotor an Stelle einer Kühlmittelpumpe mit Keilriemenscheibe und bietet so die Möglichkeit der Umrüstung auf eine vom Motormanagement regelbare Kühlmittelpumpe mit den daraus resultierenden Vorteilen, wie der Kraftstoff- und Emissionseinsparung.The low overall depth of the solution according to the invention also allows in particular the use of the solution according to the invention with electronically commutated electric motor instead of a coolant pump with V-belt pulley and thus offers the Possibility of conversion to a coolant pump controllable by the engine management with the resulting advantages, such as fuel and emission savings.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus den nachfolgenden Erläuterungen zu den beiden Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen.Further Features, details and advantages of the invention will become apparent the wording of the claims as well as from the following explanations to the two embodiments in conjunction with the associated Drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1: die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe mit Dichtflansch im Schnitt in der Seitenansicht 1 : the coolant pump according to the invention with sealing flange in section in the side view

2: die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe ohne Dichtflansch mit Gleitlagerhülse im Schnitt in der Seitenansicht 2 : The coolant pump according to the invention without sealing flange with plain bearing sleeve in section in the side view

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe mit Dichtflansch 17 in der Seitenansicht im Schnitt dargestellt.In the 1 is a coolant pump according to the invention with a sealing flange 17 shown in section in the side view.

Zum Antrieb des Flügelrades 13 ist erfindungsgemäß ein als Trockenläufer ausgebildeter elektronisch kommutierter Elektromotor vorgesehen, der durch das von der Brennkraftmaschine angetriebene Generatorsystem mit Gleichstrom betrieben wird. Der Spulenkörper 6 des als Trockenläufer ausgebildeten elektronisch kommutierten Elektromotors ist auf einem Flansch 2 drehfest angeordnet. Dieser Flansch 2 selbst ist an dem am Brennkraftmotorgehäuse 1 angeordneten Dichtflansch 17 befestigt. Der dem Spulenkörper 6 zugeordnete Außenläufer 8 des elektronisch kommutiertem Elektromotors ist über eine Außenläuferhülse 7 drehfest mit der im Flansch 2 gelagerten Flügelradwelle 5 verbunden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung eines Trockenläufers kann auf jedwede hermetische Abdichtung zwischen den einzelnen Baugruppen des Motors verzichtet werden, so dass einerseits die magnetischen Verluste minimiert und gleichzeitig die Fertigungskosten deutlich gesenkt werden. Darüber hinaus werden gleichzeitig die Flüssigkeitsreibungsverluste in den engen Spalten des Motors vermieden, so dass der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe gegenüber den im Stand der Technik bekannten Bauformen mit elektronisch kommutiertem Elektromotor deutlich verbessert werden konnte.To drive the impeller 13 According to the invention, an electronically commutated electric motor designed as a dry rotor is provided, which is operated with direct current by the generator system driven by the internal combustion engine. The bobbin 6 the trained as a dry rotor electronically commutated electric motor is on a flange 2 arranged rotationally fixed. This flange 2 itself is on the on the engine housing 1 arranged sealing flange 17 attached. The bobbin 6 associated external rotor 8th of the electronically commutated electric motor is via an outer rotor sleeve 7 rotatably with the flange 2 mounted impeller shaft 5 connected. Due to the inventive use of a dry rotor can be dispensed with any hermetic seal between the individual components of the engine, so that on the one hand minimizes the magnetic losses and at the same time the production costs are significantly reduced. In addition, at the same time the fluid friction losses are avoided in the narrow gaps of the engine, so that the efficiency of the coolant pump according to the invention over the known in the prior art designs could be significantly improved with electronically commutated electric motor.

Die geringe Bautiefe der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht den Einsatz der erfindungsgemäßen Lösung mit elektronisch kommutiertem Elektromotor an Stelle einer Kühlmittelpumpe mit Keilriemenscheibe und bietet so die Möglichkeit der Umrüstung auf eine vom Motormanagement regelbare Kühlmittelpumpe mit den daraus resultierenden Vorteilen, wie der Kraftstoff- und Emissionseinsparung.The small depth of the solution according to the invention allows the use of the inventive solution electronically commutated electric motor instead of a coolant pump with V-belt pulley and thus offers the possibility of retrofitting a controllable by the engine management coolant pump with the resulting resulting benefits, such as fuel and emission savings.

Die Lagerung der Flügelradwelle 5 selbst erfolgt bei dieser Bauform mittels zweier hier als Wälzlager ausgebildeten Lager 19 im Flansch 2. Der Flansch 2 ist dabei mit dem Brennkraftmotorgehäuse 1 über einen mit einer Innenbohrung versehenen Dichtflansch 17 verbunden.The bearing of the impeller shaft 5 itself takes place in this design by means of two trained here as a rolling bearing 19 in the flange 2 , The flange 2 is with the engine case 1 via a sealing flange provided with an internal bore 17 connected.

Auf dem der Außenläuferhülse 7 gegenüberliegenden freien Ende der Flügelradwelle 5 ist drehfest eine Zwischenhülse 20 angeordnet.On the outer rotor sleeve 7 opposite free end of the impeller shaft 5 is rotatably an intermediate sleeve 20 arranged.

Der Raum zwischen der Zwischenhülse 20 und der Innenbohrung des Dichtflansches 17 wird von einer auf der Zwischenhülse 20 angeordneten Gleitringdichtung 18 abgedichtet.The space between the intermediate sleeve 20 and the inner bore of the sealing flange 17 is from one on the intermediate sleeve 20 arranged mechanical seal 18 sealed.

Auf dem freien Ende der Zwischenhülse 20 ist nun die Flügelradhülse 12 mit dem Flügelrad 13 drehfest angeordnet.On the free end of the intermediate sleeve 20 is now the impeller sleeve 12 with the impeller 13 arranged rotationally fixed.

In der Innenbohrung des Dichtflansches 17 befinden sich Leckagekanäle 21 zum ringförmig ausgebildeten, außen am Dichtflansch angeordneten Leckagespeicher 22.In the inner bore of the sealing flange 17 there are leakage channels 21 to the ring-shaped, arranged outside of the sealing flange leakage memory 22 ,

Über die Leckagekanäle 21 wird nun der Abfluß von eventuell durch die Gleitringdichtung 18 hindurchtretender Leckageflüssigkeit ermöglicht, und so eine Beschädigung der Lager 19 vermieden.About the leakage channels 21 will now be the outflow of possibly through the mechanical seal 18 permitting leakage fluid, thus damaging the bearings 19 avoided.

Im unteren Bereich der Mittenachse des Flansches 2 befindet sich eine in der Nähe des Innenringes des Leckagespeichers 22 mündende Durchgangsbohrung, der Überlaufkanal 23, über den ein Verdunsten oder Abfließen der Leckageflüssigkeit aus dem Leckagespeicher 22 ermöglicht wird. Im Betriebszustand der Kühlmittelpumpe wird die aus dem Leckagespeicher 22 austretende Leckageflüssigkeit durch den umlaufenden Außenläufer 8 vernebelt.In the lower part of the center axis of the flange 2 One is located near the inner ring of the leakage reservoir 22 opening through-hole, the overflow channel 23 , About the evaporation or drainage of the leakage fluid from the leakage memory 22 is possible. In the operating state of the coolant pump is from the leakage memory 22 escaping leakage fluid through the rotating external rotor 8th atomized.

Zur Vermeidung von Leckageverlusten zwischen dem Brennkraftmotorgehäuse 1 und dem Dichtflansch 17 ist zwischen beiden Bauteilen eine Dichtung 15 angeordnet.To avoid leakage losses between the engine casing 1 and the sealing flange 17 is a seal between the two components 15 arranged.

Die 2 zeigt in einer Schnittdarstellung eine weitere, sehr optimale Bauform der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe für eine Brennkraftmaschine, ohne Dichtflansch 17 und mit einer Gleitlagerhülse 4.The 2 shows in a sectional view another, very optimal design of the coolant pump according to the invention for an internal combustion engine, without sealing flange 17 and with a plain bearing sleeve 4 ,

Der Spulenkörper 6 des wiederum als Trockenläufer ausgebildeten elektronisch kommutierten Elektromotors ist bei dieser Bauform drehfest auf einem unmittelbar am Brennkraftmotorgehäuse 1 angeordneten Flansch 2 befestigt. Der zugeordnete Außenläufer 8 des elektronisch kommutiertem Elektromotors ist ebenfalls drehfest mit der im Flansch 2 gelagerten Flügelradwelle 5 verbunden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung eines Trockenläufers kann wiederum auf jedwede hermetische Abdichtung zwischen den einzelnen Baugruppen des Motors verzichtet werden, so dass einerseits die magnetischen Verluste minimiert, aber gleichzeitig auch die Fertigungskosten deutlich gesenkt werden. Zudem werden auch in dieser Bauform die Flüssigkeitsreibungsverluste in den engen Spalten des Motors vermieden, wodurch der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe gegenüber den im Stand der Technik bekannten Bauformen mit elektronisch kommutiertem Elektromotor deutlich verbessert werden konnte.The bobbin 6 in turn designed as a dry rotor electronically commutated electric motor is rotatably on a directly on the engine housing in this design 1 arranged flange 2 attached. The assigned external rotor 8th the electronically commutated electric motors is also rotatable with the flange 2 mounted impeller shaft 5 connected. Due to the use according to the invention of a dry rotor, in turn, any hermetic sealing between the individual components of the motor can be dispensed with, so that, on the one hand, the magnetic losses are minimized, but at the same time the production costs are also significantly reduced. In addition, the fluid friction losses in the narrow gaps of the engine are avoided in this design, whereby the efficiency of the coolant pump according to the invention over the known in the prior art designs could be significantly improved with electronically commutated electric motor.

Diese in der 2 vorgestellte erfindungsgemäße Bauform zeichnet sich dabei insbesondere durch die Verwendung der in der Lagerbohrung 3 des Flansches 2 angeordneten Gleitlagerhülse 4 aus.This in the 2 presented inventive design is characterized in particular by the use of the bearing bore 3 of the flange 2 arranged plain bearing sleeve 4 out.

Der Einsatz dieser vorzugsweise aus Keramik oder Kunststoff, wie beispielsweise PEEK, hergestellten Gleitlagerhülse 4 minimiert nochmals deutlich den Fertigungs- und Montageaufwand.The use of these preferably made of ceramic or plastic, such as PEEK, plain bearing sleeve 4 again significantly reduces the manufacturing and assembly costs.

Für den Einbau der erfindungsgemäßen Gleitlagerhülse 4 ist es wesentlich, dass an den Bohrungsenden des Flansches 2 Bohrungsfreisitze 11 angeordnet sind.For the installation of the plain bearing sleeve according to the invention 4 It is essential that at the bore ends of the flange 2 Hole free seats 11 are arranged.

Aufgrund dieser Bohrungsfreisitze 11 wird eine Pressverbindung an den Lagerstellen der Flügelradwelle 5 vermieden.Because of these bore free seats 11 becomes a press connection at the bearing points of the impeller shaft 5 avoided.

Kennzeichnend ist in diesem Zusammenhang auch, dass der Innendurchmesser der Gleitlagerhülse 4 im Bereich zwischen den Bohrungsfreisitzen 11 einen Wellenfreisitz 10 aufweist. Dieser Wellenfreisitz 10 gewährleistet einerseits eine definierte radiale Lagerung der Flügelradwelle 5, reduziert zudem deutlich die Lagerreibungsverluste und gewährleistet gleichzeitig eine optimale Schmierung der Lagerstellen der Flügelradwelle 5.Characteristic in this context is that the inner diameter of the plain bearing sleeve 4 in the area between the bore free seats 11 a wave release 10 having. This wave release 10 on the one hand ensures a defined radial bearing of the impeller shaft 5 It also significantly reduces bearing friction losses while ensuring optimum lubrication of the bearing points of the impeller shaft 5 ,

Weiterhin ist für die erfindungsgemäße axiale Lagerung der Flügelradwelle 5 in der Gleitlagerhülse 4 kennzeichnend, dass an der einen Stirnseite der Gleitlagerhülse 4 die drehfest mit der Flügelradwelle 5 verbundene Flügelradhülse 12, und an der anderen Stirnseite der Gleitlagerhülse 4, die ebenfalls drehfest mit der Flügelradwelle 5 verbundene Außenläuferhülse 7 anliegt. Auf der Flügelradhülse 12 ist das Flügelrad 13 und auf der Außenläuferhülse 7 der Außenläufer 8 angeordnet.Furthermore, for the inventive axial bearing of the impeller shaft 5 in the plain bearing sleeve 4 characterizing that on one end face of the plain bearing sleeve 4 the rotation with the impeller shaft 5 connected impeller sleeve 12 , and at the other end of the plain bearing sleeve 4 , which also rotatably with the impeller shaft 5 connected external rotor sleeve 7 is applied. On the impeller sleeve 12 is the impeller 13 and on the outer rotor sleeve 7 the external rotor 8th arranged.

Wesentlich ist dabei, dass die Stirnflächen der Gleitlagerhülse 4 sowohl mit der unmittelbar benachbarten Stirnfläche der Flügelradwelle 5 wie auch mit der Stirnfläche der Außenläuferhülse 7, welche beide jeweils eine hohe Oberflächengüte sowie eine entsprechende Lagerhärte aufweisen, je ein Axiallager bilden, so dass diese Axiallager in der Lage sind, die im Betriebszustand der Kühlmittelpumpe auftretenden Axialkräfte der Flügelradwelle 5 aufzunehmen. Insbesondere die beidseitige axiale Lagerung der Flügelradwelle 5 an der Gleitlagerhülse 4 ermöglicht, neben einer kostengünstigen Herstellung und Montage, zudem eine exakte axiale Lagerung der Flügelradwelle 5 bei definierter beidseitiger Aufnahme der im Betriebszustand auftretenden axialen Lagerkräfte.It is essential that the faces of the plain bearing sleeve 4 both with the immediately adjacent end face of the impeller shaft 5 as well as with the face of the outer rotor sleeve 7 , Which each have a high surface quality and a corresponding bearing hardness, each form a thrust bearing, so that these thrust bearings are capable of the axial forces of the impeller shaft occurring in the operating state of the coolant pump 5 take. In particular, the two-sided axial bearing of the impeller shaft 5 on the plain bearing sleeve 4 allows, in addition to a cost-effective production and assembly, also an exact axial bearing of the impeller shaft 5 at a defined two-sided recording of the axial bearing forces occurring in the operating state.

Der speziell zwischen dem Spulenkörper 6 und der Außenläuferhülse 7 angeordnete Radialwellendichtring 9 ermöglicht zudem ein definiertes Abfließen von Leckagen in den Läufertopf 16, welcher selbst bei Stillstand der Kühlmittelpumpe ein relativ großes Leckagevolumen aufnehmen kann. Im Betriebszustand wird dann die Leckageflüssigkeit vernebelt und verdampft. Die Spulen des elektronisch kommutierten Elektromotors wirken dabei wie ein „Tauchsieder”, wobei die erfindungsgemäß verdampfte Leckageflüssigkeit zugleich eine optimale Kühlung des Elektromotors gewährleistet.The special between the bobbin 6 and the outer rotor sleeve 7 arranged radial shaft seal 9 also allows a defined leakage of leaks in the rotor cup 16 which can absorb a relatively large leakage volume even when the coolant pump is at a standstill. In operation, the leakage liquid is then atomized and evaporated. The coils of the electronically commutated electric motor act as a "immersion heater", wherein the inventively vaporized leakage fluid also ensures optimal cooling of the electric motor.

In der Lagerbohrung 3 des Flansches 2 ist ein Axialkanal 14 angeordnet. Dieser im Flansch 2 angeordnete Axialkanal 14 gewährleistet ein kontinuierliches Zurückfließen der zur Gleitlagerschmierung der Flügelradwelle 5 verwendeten Kühlflüssigkeit in den Kühlmittelkreislauf.In the bearing bore 3 of the flange 2 is an axial channel 14 arranged. This in the flange 2 arranged axial channel 14 ensures a continuous flow back to the plain bearing lubrication of the impeller shaft 5 used coolant in the coolant circuit.

Zwischen dem Brennkraftmotorgehäuse 1 und dem Flansch 2 ist eine Dichtung 15 zur Vermeidung von Leckagen zwischen diesen Baugruppen angeordnet.Between the engine housing 1 and the flange 2 is a seal 15 arranged to prevent leakage between these assemblies.

Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit gelungen, eine Kühlmittelpumpe mit elektronisch kommutiertem Elektromotor zu entwickeln, welche sich insbesondere durch deutlich verringerte Verlustleistungen und somit einen hohen Wirkungsgrad auszeichnet, gleichzeitig eine fertigungstechnisch optimale, kostengünstige Spulenabdichtung gegenüber dem Kühlmittel ermöglicht, kompatibel mit bereits existierenden Motorfamilien mit Keilriemenantrieb ist, und zudem eine hohe Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit bei minimiertem Fertigungs- und Montageaufwand gewährleistet.through the solution according to the invention It thus succeeded, a coolant pump to develop with electronically commutated electric motor which in particular by significantly reduced power losses and thus characterized a high degree of efficiency, at the same time a production technology optimal, inexpensive Coil seal opposite the coolant allows Compatible with existing V-belt engine families and high reliability and reliability guaranteed with minimized production and assembly costs.

11
BrennkraftmotorgehäuseInternal combustion engine housing
22
Flanschflange
33
Lagerbohrungbearing bore
44
Gleitlagerhülseplain bearing sleeve
55
Flügelradwelleimpeller
66
Spulenkörperbobbins
77
AußenläuferhülseExternal rotor sleeve
88th
Außenläuferexternal rotor
99
RadialwellendichtringRadial shaft seal
1010
WellenfreisitzWave patio
1111
BohrungsfreisitzBore patio
1212
FlügelradhülseFlügelradhülse
1313
Flügelradimpeller
1414
Axialkanalaxial
1515
Dichtungpoetry
1616
Läufertopfrunners pot
1717
Dichtflanschsealing flange
1818
GleitringdichtungMechanical seal
1919
Lagercamp
2020
Zwischenhülseintermediate sleeve
2121
Leckagekanalleakage channel
2222
Leckagespeicherleak memory
2323
ÜberlaufkanalOverflow channel

Claims (6)

Kühlmittelpumpe mit elektronisch kommutiertem Elektromotor für Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (6) eines als Trockenläufer ausgebildeten elektronisch kommutierten Elektromotors auf einem Flansch (2) drehfest befestigt ist, welcher am Brennkraftmotorgehäuse (1) selbst oder an einem am Brennkraftmotorgehäuse (1) angeordnetem Dichtflansch (17) befestigt ist, wobei der dem Spulenkörper (6) zugeordnete Außenläufer (8) des elektronisch kommutierten Elektromotors über eine Außenläuferhülse (7) mit einer im Flansch (2) gelagerten Flügelradwelle (5) drehfest verbunden ist.Coolant pump with electronically commutated electric motor for internal combustion engines, characterized in that the bobbin ( 6 ) of a trained as a dry rotor electronically commutated electric motor on a flange ( 2 ), which on the engine housing ( 1 ) itself or on one of the internal combustion engine housing ( 1 ) arranged sealing flange ( 17 ) is attached, wherein the bobbin ( 6 ) associated outer rotor ( 8th ) of the electronically commutated electric motor via an outer rotor sleeve ( 7 ) with one in the flange ( 2 ) mounted impeller shaft ( 5 ) is rotatably connected. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Lagerbohrung (3) des Flansches (2) mit jeweils an den Bohrungsenden angeordneten Bohrungsfreisitzen (11) eine Gleitlagerhülse (4) angeordnet ist, deren Innendurchmesser im Bereich zwischen den Bohrungsfreisitzen (11) einen Wellenfreisitz (10) aufweist.Coolant pump according to claim 1, characterized in that in a bearing bore ( 3 ) of the flange ( 2 ), each having at the bore ends arranged Bohrungsfreisitzen ( 11 ) a plain bearing sleeve ( 4 ) whose inner diameter is in the region between the Bohrungsfreisitzen ( 11 ) a wave license ( 10 ) having. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gleitlagerhülse (4) die Flügelradwelle (5) derart gelagert ist, dass an einer Stirnseite der Gleitlagerhülse (4) beispielsweise eine drehfest mit der Flügelradwelle (5) verbundene Flügelradhülse (12) mit einem Flügelrad (13) und an der anderen Stirnseite der Gleitlagerhülse (4) die ebenfalls drehfest mit der Flügelradwelle (5) verbundene Außenläuferhülse (7) mit dem Außenläufer (8) angeordnet ist.Coolant pump according to claim 2, characterized in that in the plain bearing sleeve ( 4 ) the impeller shaft ( 5 ) is mounted such that at one end face of the plain bearing sleeve ( 4 ) For example, a rotationally fixed with the impeller shaft ( 5 ) connected impeller sleeve ( 12 ) with an impeller ( 13 ) and at the other end of the plain bearing sleeve ( 4 ) also rotatably with the impeller shaft ( 5 ) connected external rotor sleeve ( 7 ) with the external rotor ( 8th ) is arranged. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Spulenkörper (6) und der Außenläuferhülse (7) ein Radialwellendichtring (9) angeordnet ist.Coolant pump according to claim 3, characterized in that between the bobbin ( 6 ) and the outer rotor sleeve ( 7 ) a radial shaft sealing ring ( 9 ) is arranged. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lagerbohrung (3) des Flansches (2) ein Axialkanal (14) angeordnet ist.Coolant pump according to claim 2, characterized in that in the bearing bore ( 3 ) of the flange ( 2 ) an axial channel ( 14 ) is arranged. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Brennkraftmotorgehäuse (1) und dem Flansch (2) eine Dichtung (15) angeordnet ist.Coolant pump according to claim 1, characterized in that between the engine housing ( 1 ) and the flange ( 2 ) a seal ( 15 ) is arranged.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017120039A1 (en) * 2017-08-31 2019-02-28 Nidec Gpm Gmbh Coolant pump with application-optimized design
DE102018104015A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-22 Nidec Gpm Gmbh Coolant pump with optimized bearing arrangement and improved heat balance

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007004187B4 (en) 2007-01-27 2008-09-25 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Adjustable coolant pump
DE102018133464A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 Nidec Gpm Gmbh Vehicle pump device for pumping a liquid and method for handling a leakage liquid in the vehicle pump device
DE102019219985A1 (en) * 2019-12-18 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Drive train component, coolant pump and coolant circuit
DE102021214730A1 (en) 2021-12-20 2023-06-22 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Electrical machine with a wavy coupling element

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4411960A1 (en) * 1994-04-07 1995-10-12 Pierburg Gmbh Electronically commutated electric motor avoiding magnetic couplings
DE4446915A1 (en) * 1994-12-28 1996-07-04 Wilo Gmbh Magnetic pump drive
DE19646617A1 (en) * 1996-11-12 1998-05-14 Pierburg Ag Coolant pump with electrically commutated electric motor e.g. for IC engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4411960A1 (en) * 1994-04-07 1995-10-12 Pierburg Gmbh Electronically commutated electric motor avoiding magnetic couplings
DE4446915A1 (en) * 1994-12-28 1996-07-04 Wilo Gmbh Magnetic pump drive
DE19646617A1 (en) * 1996-11-12 1998-05-14 Pierburg Ag Coolant pump with electrically commutated electric motor e.g. for IC engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017120039A1 (en) * 2017-08-31 2019-02-28 Nidec Gpm Gmbh Coolant pump with application-optimized design
US11125244B2 (en) 2017-08-31 2021-09-21 Nidec Gpm Gmbh Coolant pump with application-optimised design
EP3676484B1 (en) * 2017-08-31 2023-08-16 NIDEC GPM GmbH Cooling pump with structure optimized for the application
DE102018104015A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-22 Nidec Gpm Gmbh Coolant pump with optimized bearing arrangement and improved heat balance

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