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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidpumpe mit einem elektrischen Antrieb, insbesondere eine Fluidpumpe für einen Kühl- und/oder Heizkreislauf eines Kraftfahrzeugs.
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Elektrisch angetriebene Fluidpumpen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden häufig für Kühlsysteme von Verbrennungsmotoren verwendet. So beschreibt die
JP4723906B2 eine Kühlmittelpumpe mit einem mehrteiligen Rotor, der aus Kunststoff hergestellt ist.
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Es sind permanent erregte Elektromotoren bekannt, die aus einem Stator mit Spulen und einem koaxial dazu ausgerichteten Rotor mit mehreren, über den Umfang verteilten, Permanentmagneten bestehen. Ebenso ist es bekannt, die Paarung aus Rotor und Stator als sogenannten Außenläufer zu gestalten. Dabei umhüllt ein ringförmiger Rotor den mittig darin angeordneten Stator.
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Um das von den Magneten des Rotors erzeugte Magnetfeld im Bereich des Stators zu verstärken, wird häufig ein Metallring verwendet, der auch als Rückschlussring bezeichnet wird. Der Metallring wird dazu auf der Außenseite der Magnete positioniert und muss prozess- und funktionssicher fixiert werden.
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Die Fixierung des Metallrings am Rotor erfolgt in der Regel durch ein Umspritzen mit einem Kunststoff im sogenannten Kunststoffspritzgussverfahren.
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Insbesondere gilt es dabei die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Metallrings einerseits und des umhüllenden Kunststoffs andererseits zu berücksichtigen. Die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten haben jedoch einen negativen Einfluss auf die Verbundfestigkeit der unterschiedlichen Werkstoffe über die Lebensdauer der Fluidpumpe.
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So kann es vorkommen, dass bei einer Fluidpumpe aufgrund von Temperaturschwankungen eine Spaltbildung zwischen den Werkstoffen auftritt, so dass Wasser bzw. Kühlmittel mit den Magneten in Kontakt gelangt, wodurch es zu Korrosion kommen kann.
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Eine weitere Herausforderung besteht darin, die Umspritzung der Magnete mit Kunststoff so auszuführen, dass während des Spitzgießens ausreichend Kunststoff auf der Außenseite des metallischen Ringes verbleibt und gleichzeitig kein Kunststoff in die Aufnahmen vordringt, in denen sich die Magnete befinden. Dies kann beispielsweise zur Verschiebung oder gar Beschädigung der Magnete führen oder aber es kann auch zu einer unerwünschten Masseanhäufung führen, die im späteren Betrieb Unwuchten des Rotors verursachen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Fluidpumpe anzugeben, die einfach zu fertigen ist, einen guten Rundlauf aufweist und einen verbesserten Korrosionsschutz für die verwendeten Magnete bietet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe(n) werden eine Fluidpumpe und ein Herstellungsverfahren für eine Fluidpumpe gemäß den unabhängigen Patentansprüchen offenbart.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen des Wärmetauschers definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher erläutert und präzisiert, wobei weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Fluidpumpe dargestellt werden.
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Hierzu trägt eine Fluidpumpe mit einem elektrischen Antrieb bei, die insbesondere als Fluidpumpe für einen Kühl- und/oder Heizkreislauf eines Kraftfahrzeugs eingerichtet ist. Sie weist einen Stator, eine Achse sowie einem auf der Achse angeordneten Rotor mit einem Flügelrad auf, wobei die Achse, der Stator und der Rotor in einem Pumpengehäuse mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung angeordnet sind.
Der Rotor hat wenigstens einen Magnet und wenigstens einen Metallring, wobei der Metallring den Magnet umschließt. Bei dieser Fluidpumpe ist der Metallring auf einen Außenumfang eines Rotorgrundkörpers aufschiebbar; so dass dieser im aufgeschobenen Zustand den Außenumfang wenigstens teilweise umschließt und einen Abschnitt einer Außenfläche des Rotors bildet.
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Der Rotorgrundkörper ist der Abschnitt des Rotors, der die Achse und den wenigstens einen Magneten aufnimmt. Der Metallring ist der Abschnitt des Rotors, der die im Rotorgrundkörper angeordneten Magnete umfasst und eine Außenfläche des Rotors ausbildet. Dabei kann der Metallring in radialer Richtung gesehen wahlweise zur Innenseite- oder zur Außenseite die Außenfläche des Rotors bilden. Die hier beschriebene Ausführung der Fluidpumpe mit einem Metallring als Außenfläche des Rotors ist funktionstüchtig. Insbesondere ist keine Kunststoffumspritzung mehr erforderlich, beispielsweise um deren Komponenten noch zueinander auszurichten und/oder dauerhaltbar zu machen. Daher bezieht sich die „Außenfläche des Rotors“ auf einen Bereich, der nicht (unmittelbar) von einer Beschichtung bzw. einem Gehäuse bedeckt ist bzw. damit untrennbar verbunden ist. Vielmehr hat diese Außenfläche auch im Betrieb der Fluidpumpe Kontakt zur Umgebungsluft.
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Der Metallring ist hierfür aus einem Metall gefertigt, das dazu geeignet ist, das von den Magneten erzeugte Magnetfeld im Bereich des Rotors auszurichten. Insbesondere ist es dabei wünschenswert, um den Stator herum eine besonders hohe Dichte von magnetischen Feldlinien und damit ein besonders starkes Magnetfeld aufzubauen.
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Indem der aufgeschobene Metallring einen Teil des Außenumfangs bildet, kann darauf verzichtet werden, diesen Metallring in einem weiteren Prozessschritt mit Kunststoff zu umspritzen. Das technisch anspruchsvolle Umspritzen mit Kunststoff kann somit entfallen und die Gefahr unerwünschter Hinterspritzungen wird vermieden.
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Der Metallring kann dazu wahlweise einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Weiterhin kann die Außenfläche des Metallrings geschlossen oder auch durchbrochen ausgeführt sein. Entscheidend für die Funktion des Metallrings ist die Beeinflussung des von den Magneten erzeugten Magnetfelds.
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Während die Fluidpumpe bereits mit einem Magneten realisierbar ist, können insbesondere Ausführungsformen verwendet werden, bei denen eine Mehrzahl von Magneten verwendet werden, die regelmäßig über den Umfang des Rotors verteilt in den, beispielsweise terrassenförmig ausgebildeten Aufnahmen angeordnet sind.
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Insbesondere kann vorgesehen werden, dass der Metallring durch mindestens ein Fixiermittel in wenigstens einer Richtung axial fixiert ist.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform kann das Fixiermittel als ein Anschlag ausgebildet sein, der am Rotorgrundkörper ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, den Metallring besonders einfach zu montieren, in dem dieser lediglich auf der Rotorgrundkörper aufgeschoben werden muss. Die gewünschte definierte Endlage erreicht der Metallring sobald dieser am Anschlag anliegt. Die Fixierung des Metallrings in der Endlage kann beispielsweise durch Reibung, Formschluss, Stoffschluss, Kleben, Schrauben und andere bekannte Fixiermittel erfolgen. Während der Metallring bei der Montage durch den Anschlag eine erste Fixierung in eine erste Richtung erfährt, kann mittels eines zweiten Fixiermittels die Fixierung des Metallrings in eine zweite Dichtung erreicht werden. So kann das erste Fixiermittel beispielsweise die Bewegung des Metallrings in dessen Montagerichtung begrenzen. Durch das zweite Fixiermittel kann dann die Bewegung in die entgegengesetzte Richtung, also die Demontagerichtung, begrenzt werden, sobald der Metallring auf dem Rotorgrundkörper positioniert ist.
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Insbesondere kann auch vorgesehen werden, dass der Metallring an wenigstens einem axialen Ende Dichtmittel zum Rotorgrundkörper aufweist.
Das Dichtmittel kann dabei zweierlei Funktionen erfüllen. Zum einen kann es verhindern, dass das von der Fluidpumpe zu fördernde Fluid zwischen den Metallring und den Rotorgrundkörper eintritt und dabei in Kontakt mit den in den Aufnahmen befindlichen Magneten gelangt. Ein solcher Kontakt des Fluids mit den Magneten würde über längere Zeit zu einer unerwünschten Korrosion führen. Das Dichtmittel kann dabei beispielsweise als O-Ring oder als separat aufgespritzte Elastomerspur ausgebildet sein.
Eine weitere Funktion, die das Dichtmittel erfüllen kann, ist die der Fixierung des Metallrings auf dem Rotorgrundkörper. Setzt man den O-Ring beispielsweise in eine Nut ein, die auf der Innenseite des Metallrings angeordnet ist und schiebt den Metallring danach auf den Rotorgrundkörper auf, so erfüllt dieser O-Ring zum einen die Dichtfunktion als auch eine Fixierfunktion gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Metallrings und ein unbeabsichtigtes Abziehen des Metallrings relativ zum Rotorgrundkörper.
Ein O-Ring kann dazu als Dichtmittel beispielsweise auf einer Seite des Metallrings oder auch im Bereich beider Stirnseiten des Metallrings vorgesehen werden. Alternativ oder zusätzlich können auch Fixiermittel verwendet werden, die mittels Formschluss eine Drehbewegung zwischen dem Rotorgrundkörper und dem Metallring verhindern. Dies kann beispielsweise durch Verzahnungen erreicht werden, die zwischen dem Metallring und den angrenzenden Kunststoffbauteilen vorgesehen werden.
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Insbesondere kann der Rotorgrundkörper eine Aufnahme für jeden Magneten aufweisen. Hierdurch ist es möglich, jeden Magneten in einer definierten Lage zum Rotorgrundkörper zu positionieren. Auf diese Weise können unregelmäßige Verteilungen von Massen vermieden werden, die beispielsweise zu unerwünschten Unwuchten beim Betrieb der Fluidpumpe führen können.
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Dazu ist die Fluidpumpe insbesondere so gestaltet, dass der Rotor mehrere gleichmäßig über einen Umfang verteilt angeordnete Magnete und Aufnahmen aufweist. Die Magnete können dabei beispielsweise in gleichmäßigen Abständen über den Außenumfang verteilt angeordnet werden. Alternativ ist es aber auch möglich, Gruppen von Magneten zu bilden und diese Gruppen gleichmäßig über den Außenumfang verteilt anzuordnen.
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Eine besonders einfache Ausführungsform sieht vor, dass das Fixiermittel als axiale Anlagefläche des Rotorgrundkörpers ausgebildet ist. Die Anlagefläche kann beispielsweise als ein einfacher radial umlaufender Steg ausgebildet sein, der den Außenumfang des Rotorgrundkörpers umschließt und in radialer Richtung nach außen weist. Ein solcher Steg kann dazu dienen, die Bewegung des Metallrings während des Auftretens auf den Rotorgrundkörper als Anschlag zu begrenzen.
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Insbesondere kann aber auch vorgesehen werden, dass das Fixiermittel als separates Bauteil ausgebildet ist, das mit dem Rotorgrundkörper über ein Verbindungsmittel verbunden ist. Als Verbindungsmittel kann jedes Mittel verwendet werden, das dazu geeignet ist, eine dauerhafte Verbindung zwischen dem separaten Bauteil und dem Rotorgrundkörper herzustellen. Insbesondere kann das Fixiermittel ein separates Bauteil sein, das als Anschlagring ausgebildet ist. Es kann beispielsweise so dimensioniert werden, dass es auf den Rotorgrundkörper aufgesteckt werden kann und dabei den Metallring auf dem Rotorgrundkörper fixiert. Das separate Bauteil kann mittels bekannter Verfahren, wie beispielsweise dem Laserschweißen, Kleben oder einem Aufpressen bzw. Verpressen erfolgen. Je nach verwendetem Verfahren kann der Innendurchmesser des separaten Bauteils ein geringes Übermaß bzw. ein geringes Untermaß bezüglich des Rotorgrundkörpers aufweisen. Das Laserschweißen hat beispielsweise den Vorteil, dass während der Herstellung keine mechanischen oder unnötig hohen thermischen Belastungen in die Bauteile eingebracht werden.
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Anstatt wie bei bisherigen Fixierungen mittels einer Kunststoffumspritzung üblich, können nun separat gefertigte Bauteile, wie beispielsweise Anschlagringe, zum Einsatz gelangen, wodurch der Fertigungsprozess deutlich robuster wird und deutlich weniger Ausschuss produziert wird.
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Neben Metallen können auch Kunststoffe zur Herstellung der Fixiermittel verwendet werden. So kann beispielsweise das separate ringförmige Bauteil als ein Anschlagring ausgeführt werden, der aus einem Kunststoff hergestellt ist. Dieser Kunststoffring ist preiswert in der Herstellung und kann in besonders einfacher Weise, etwa durch Reibschweißen oder Laserschweißen, dauerhaft mit dem Rotorgrundkörper verbunden werden. Hierzu ist beispielsweise lediglich eine radial ausgeführte Laserschweißung erforderlich. Ein derart ausgeführtes separates ringförmiges Bauteil wird nachfolgend als Anschlagring bezeichnet.
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So kann beispielsweise die axiale Fixierung des Rückschlussrings in einer Richtung durch eine am Rotorgrundkörper befindliche Stufe und in eine dazu entgegengesetzte Richtung durch einen separaten Anschlagring erfolgen.
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Für eine Verbindung des Fixiermittels mit dem Rotorgrundkörper kann insbesondere vorgesehen werden, dass der Anschlagring des Fixiermittels aus einem lasertransparenten Kunststoff gefertigt ist.
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Ein lasertransparenter Kunststoff, der das von dem Laser verwendete Licht mit der entsprechenden Wellenlänge durchscheinen lässt, erleichtert die Schweißung zwischen dem Fixiermittel und dem Rotorgrundkörper. So kann beispielsweise der Anschlagring aus einem lasertransparentem PPS mit geringem Faseranteil und der Rotorgrundkörper aus einem Standard-PPS mit Faseranteil oder einem PPA gefertigt sein. Insbesondere PPS hat sich in der Vergangenheit für den Einsatz im Zusammenhang mit Kühlmitteln dadurch bewährt, dass dieser Werkstoff bei Kontakt mit Kühlmitteln keine oder eine nur sehr geringe Neigung zum Quellen zeigt und sich zudem durch eine hohe Festigkeit bzw. Steifigkeit auszeichnet.
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Im Sinne einer korrekt ausgebildeten Schweißverbindung ist darüber hinaus ein spaltfreier Kontakt der beiden Fügepartner erforderlich. Ein solcher spaltfreier Kontakt kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Anschlagring eine Übergangspassung bis hin zu einem leichten Presssitz gegenüber dem Rotorgrundkörper oder gegenüber Erhebungen auf der Außenseite des Rotorgrundkörpers aufweist.
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Insbesondere kann dazu vorgesehen werden, dass wenigstens auf einer Innenseite des Anschlagrings oder am Außenumfang des Rotorgrundkörpers an wenigstens drei Stellen jeweils gegenüberliegende Zentrierflächen vorgesehen sind. Die Zentrierflächen dienen dazu, den Anschlagring relativ zum Rotorgrundkörper zu zentrieren. Die wenigstens drei erhabenen Stellen mit den gegenüberliegenden Zentrierflächen sind dazu um jeweils 120° versetzt über den Außenumfang des Rotorgrundkörper oder dem Innenumfang des Anschlagrings andererseits angeordnet. Auf diese Weise kann mittels der Zentrierflächen eine selbstzentrierende Anordnung des Anschlagrings auf dem Rotorgrundkörper erreicht werden.
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Während es aufgrund abweichender Durchmesser und Gewohnheiten zwischen dem Rotorgrundkörper und dem Anschlagring nur sehr schwer möglich ist, eine Schweißung über den gesamten Umfang darzustellen, kann mittels der vorliegenden Schweißung an drei Stellen eine definierte Schweißung prozesssicher und an definierten Orten realisiert werden.
Bei besonders einfachen Ausführungsformen können die erhabenen Zentrierflächen lediglich am Rotorgrundkörper oder am Anschlagring vorgesehen werden.
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Bei anderen Ausführungsformen können sowohl am Rotorgrundkörper als auch am Anschlagring jeweils erhabene Zentrierflächen vorgesehen werden. Die erhabenen Zentrierflächen weisen dabei gegeneinander ein Übermaß auf. D. h. der Außendurchmesser der Zentrierflächen des Rotorgrundkörper ist größer als der Innendurchmesser der Zentrierflächen des Anschlagrings. Dies führt dazu, dass die Montage des Anschlagrings zunächst in der Weise erfolgt, dass die erhabenen Zentrierflächen des Anschlagrings gegenüber den erhabenen Zentrierflächen des Rotorgrundkörpers um die Achse des Rotorgrundkörpers verdreht positioniert aufgesteckt werden. Sobald sich die erhabenen Zentrierflächen des Anschlagrings in axialer Richtung gesehen auf gleicher Höhe wie die erhabenen Zentrierflächen des Rotorgrundkörpers befinden, werden der Anschlagring und der Rotorgrundkörper relativ zueinander verdreht, sodass die erhabenen Zentrierflächen beider Bauteile aneinander Anliegen und eine Zentrierung des Anschlagrings relativ zum Rotorgrundkörper erfolgt. Insbesondere kann dazu vorgesehen werden, dass die erhabenen Zentrierflächen Anlaufschrägen aufweisen, die eine Selbstzentrierung während der relativen Verdrehung beider Bauteile zueinander unterstützen. Die Anlaufschrägen können dabei insbesondere keilförmig ausgebildet sein, um die Zentrierung des Anschlagrings während der relativen Verdrehung zum Rotorgrundkörper zu unterstützen.
Der auf diese Weise zentrierte Anschlagring kann danach dauerhaft mit dem Rotorgrundkörper verbunden werden.
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Die vorliegende Aufgabenstellung wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung einer Fluidpumpe gelöst, das die folgenden Schritte aufweist:
- a) Fertigung eines Rotorgrundkörpers mit Aufnahmen für Magnete;
- b) Anordnen von Magneten in den Aufnahmen;
- c) Anordnen wenigstens eines Metallrings über den Magneten.
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Die Anordnung des Metallrings als Teil der Außenfläche des Rotors schützt einerseits die darunter angeordneten Magnete und hält diese in den vorgesehenen Aufnahmen sicher fest. Gleichzeitig ist der Metallring einfach zu montieren und bewirkt als Rückschlussring die gewünschte Anordnung bzw. Ausrichtung des von den Magneten erzeugten Magnetfelds.
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Dabei kann der Metallring nach dem Schritt c) wenigstens durch Formschluss, Reibschluss, Stoffschluss oder Kraftschluss mit dem Rotorgrundkörper verbunden werden. Diese Verbindung kann prozesssicher, preisgünstig und hochautomatisiert dargestellt werden.
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Zudem können während oder zwischen den Schritten a) bis c) Dichtmittel derart zwischen dem Metallring und dem Rotorgrundkörper angeordnet werden, dass die Magnete in den Aufnahmen dicht umschlossen sind. Die Magnete sind dadurch gegenüber dem von der Fluidpumpe zu fördernden Fluid abgeschirmt, wodurch beispielsweise Korrosionsschäden vermieden werden, wenn es sich bei dem zu fördernden Medium um Wasser handelt.
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Schließlich kann auch vorgesehen werden, dass der Metallring durch ein Anschlagring (Fixiermittel) auf dem Rotorgrundkörper fixiert wird und der Anschlagring nach Schritt c) in axialer Richtung auf den Rotorgrundkörper aufgeschoben und durch eine Drehbewegung mittels Zentrierflächen relativ zum Rotorgrundkörper zentriert und danach fest mit dem Rotorgrundkörper verbunden wird. Hierdurch ist eine sichere Fixierung des Metallrings und eine zuverlässige Zentrierung des Anschlagrings möglich.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. In der Zeichnung zeigen:
- 1: eine Schrägansicht eines Rotors und Stators;
- 2: eine teilweise geschnittene Schrägansicht eines Rotors;
- 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Rotors;
- 4 einen schematischen Radialschnitt durch einen Rotorgrundkörper und einen ersten Anschlagring; und
- 5 einen schematischen Radialschnitt durch einen Rotorgrundkörper und einen zweiten Anschlagring in zwei Zuständen.
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In 1 ist eine Ausführungsform eines Rotors 1 mit einem Metallring 2 und einem Rotorgrundkörper 10 dargestellt, die als Außenläufer um einen Stator 3 rotieren. Alle Bauteile rotieren um eine Achse 4. Innerhalb des Stators 3 sind Spulen 5 angeordnet, die wechselnde Magnetfelder erzeugen können. Der Rotor 1 weist an seinem Außenumfang 1a Aufnahmen 6 auf, in denen Magnete 7 angeordnet sind. Die in den Aufnahmen 6 angeordneten Magnete 7 sind von dem Metallring 2 dicht umschlossen. An einer Unterseite des Rotors 1 ist ein Flügelrad 8 vorgesehen, die bei Rotation des Rotors 1 die Förderung des zu fördernden Fluids bewirken. Während des Betriebs einer nicht dargestellten Fluidpumpe, verbleibt der Stator 3 unbewegt in einem Pumpengehäuse der Fluidpumpe, während der Rotor 1 zusammen mit dem Metallring 2 und den Flügeln des Flügelrad 8 und die Achse 4 rotiert. Der Antrieb des Rotors 1 erfolgt dabei über die von den wechselnden Magnetfeldern der Spulen 5 auf die Magnete 7 ausgeübten Magnetkräfte. Im montierten Zustand bildet der Metallring 2 einen Abschnitt einer Außenfläche 2a des Rotors 1.
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Die 2 zeigt eine teilweise freigeschnittene Schrägansicht eines Rotors 1. Gut erkennbar ist dabei, wie die Magnete 7 unter dem Metallring 2 angeordnet sind. Dabei sind die Magnete 7 in Gruppen von je zwei Magneten 7 gleichmäßig um einen Umfang des Rotors 1 verteilt angeordnet. Der Metallring 2 wurde während einer Montage von unten nach oben auf den Rotor 1 aufgesteckt. Ein umlaufender Steg wirkt dabei als Fixiermittel 9 und begrenzt die Aufsteckbewegung des Metallrings 2, sodass dieser an dem Steg zur Anlage gelangt.
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In der 3 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Rotors 1 dargestellt. Der Rotor 1 weist bei dieser Ausführungsform einen Metallring 2 auf, der im Verlauf der Montage von oben nach unten auf einen Rotorgrundkörper 10 aufgeschoben worden ist. Zwischen dem Metallring 2 und dem Steg (Fixiermittel 9) des Rotors 1 ist ein erstes Dichtmittel 11 angeordnet, welches die von dem Metallring 2 überdeckten Magnete 7 gegen Fluid abdichtet, dass den Metallring 2 und den Rotor 1 während des Betriebs der Fluidpumpe umströmt. Ferner ist an einer Oberseite des Metallrings 2 ein zweites Dichtmittel 12 vorgesehen, welches den Metallring 2 gegen einen Anschlagring 13 abgedichtet. Sowohl das erste Dichtmittel 11 als auch das zweite Dichtmittel 12 sind aus einem Elastomer gefertigt und dienen einerseits dazu, den Metallring 2 dicht gegen das zu fördernde Fluid abzudichten und andererseits eine unbeabsichtigte Verdrehung des Metallrings 2 relativ zum Rotorgrundkörper 10 zu verhindern. Hierzu sind die Dichtmittel 11 und 12 so dimensioniert, dass die zwischen den Dichtmitteln 11 und 12 einerseits und dem Metallring 2 und dem Rotorgrundkörper 10 andererseits auftretenden Reibkräfte hoch genug sind, um diese Relativbewegung in allen Betriebszuständen sicher zu unterbinden.
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Der Anschlagring 13 ist nach der Montage des Metallrings 2 von oben auf den Rotorgrundkörper 10 aufgeschoben worden. Mittels einer Schweißverbindung 14 ist der Anschlagring 13 fest mit dem Rotorgrundkörper 10 verbunden und wirkt damit als zweites Fixiermittel für den Metallring 2. Bei der vorliegenden Ausführungsform begrenzt das erste Fixiermittel die Bewegung des Metallrings 2 nach unten und das zweite Fixiermittel die Bewegung des Metallrings 2 nach oben. Der Anschlagring 13 ist bei der dargestellten Ausführungsform aus einem lichtdurchlässigen bzw. lasertransparentem Kunststoff hergestellt, sodass die Schweißverbindung 14 zwischen dem Anschlagring 13 und dem Rotorgrundkörper 10 durch Laserschweißen in Richtung der dargestellten Pfeile 15 hergestellt werden kann.
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Gemäß 4 ist eine radiale Schnittansicht durch eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Rotorgrundkörper 10 ist dabei von dem Anschlagring 13 umfasst. An drei gleichmäßig über den Umfang des Rotorgrundkörpers 10 verteilt angeordneten Erhebungen 16 wird der Anschlagring 13 über dem Rotorgrundkörper 10 zentriert. An den jeweils um 120° versetzt angeordneten Erhebungen 16 wird der Anschlagring 13 mittels drei Schweißverbindungen 14 mit dem Rotorgrundkörper 10 fest verbunden.
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Schließlich zeigt 5 eine radiale Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung in zwei unterschiedlichen Zuständen. Auf der linken Seite der 5 ist der Zustand dargestellt, in dem der Anschlagring 13 auf den Rotorgrundkörper 10 aufgesteckt wird. Auf der rechten Seite ist der montierte Zustand dargestellt, nachdem der Anschlagring 13 in Richtung des Pfeils 17 gegenüber dem Rotorgrundkörper verdreht worden ist. Sowohl der Rotorgrundkörper 10 als auch der Anschlagring 13 weisen jeweils drei Erhebungen 16 mit keilförmigen Anlaufschrägen 18 auf, die als Zentrierflächen 19 dienen. Während der Drehung des Anschlagrings 13 um den Rotorgrundkörper 10 gleiten diese Anlaufschrägen 18 aufeinander auf und zentrieren den Anschlagring 13 auf dem Rotorgrundkörper 10, wobei ein Nullspalt zwischen beiden Bauteilen erreicht wird. Beide Bauteile können nach der so erfolgten Montage dann noch zusätzlich mittels eines Fügeverfahrens, wie Laserschweißen, Reibschweißen, Ultraschallschweißen oder auch mittels eines Klebeverfahrens miteinander verbunden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bezugszeichenliste Rotor
- 1a
- Außenumfang
- 2
- Metallring
- 2a
- Außenfläche
- 3
- Stator
- 4
- Achse
- 5
- Spule
- 6
- Aufnahme
- 7
- Magnet
- 8
- Flügelrad
- 9
- Fixiermittel
- 10
- Rotorgrundkörper
- 11
- erstes Dichtmittel
- 12
- zweites Dichtmittel
- 13
- Anschlagring
- 14
- Schweißverbindung
- 15
- Pfeile
- 16
- Erhebung
- 17
- Pfeil
- 18
- Anlaufschräge
- 19
- Zentrierflächen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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