DE112015006483T5 - Elektrische Evaporations-Pumpe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Elektrische Evaporations-Pumpe für Kraftfahrzeuge Download PDF

Info

Publication number
DE112015006483T5
DE112015006483T5 DE112015006483.4T DE112015006483T DE112015006483T5 DE 112015006483 T5 DE112015006483 T5 DE 112015006483T5 DE 112015006483 T DE112015006483 T DE 112015006483T DE 112015006483 T5 DE112015006483 T5 DE 112015006483T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
motor
pump
section
impeller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112015006483.4T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112015006483B4 (de
Inventor
Alessandro Malvasi
Andreas Wulf
Rolf Joschko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pierburg Pump Technology GmbH
Original Assignee
Pierburg Pump Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg Pump Technology GmbH filed Critical Pierburg Pump Technology GmbH
Publication of DE112015006483T5 publication Critical patent/DE112015006483T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112015006483B4 publication Critical patent/DE112015006483B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/068Mechanical details of the pump control unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5813Cooling the control unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/624Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/626Mounting or removal of fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606Canned motor pumps
    • F04D13/0633Details of the bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Evaporations-Pumpe (10) für Kraftfahrzeuge, die einen Gasansaug-Port (50) und einen Gasausstoß-Port (52) aufweist. Die Pumpe enthält einen eingekapselten Elektromotor (30) mit einen Motor-Stator (32), der elektromagnetische Statorspulen (33) aufweist, und mit einer Rotorvorrichtung (16), die ein Pumpenrad (18) mit Pumpenradflügeln (19), eine drehbare Rotorwelle (20) und einen Motorrotor (34) aufweist. Es ist eine Trennkapselungsvorrichtung (82) vorgesehen, die den in einem gasfreien Abschnitt angeordneten Motorstator (32) von dem in einem Gasabschnitt angeordneten Motorrotor (34) fluidisch trennt. Die Trennkapselungsvorrichtung (82) weist einen Kapselungskörper (60) mit einem Zylinderabschnitt (84) auf. Der Zylinderabschnitt (84) trägt die Lagervorrichtung (36) direkt. Der Kapselungskörper (60) trennt eine Elektronikkammer (83), die eine elektronische Motorsteuerung (40) aufweist, von dem Gasabschnitt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Evaporations-Pumpe für Kraftfahrzeuge, die einen Gaseinlass-Port und einen Gasauslass-Port aufweist.
  • Elektrische Evaporations-Pumpen werden in Kraftfahrzeugen, die einen Kraftstofftank aufweisen, verwendet, um Kraftstoffdampf aus einer Kraftstoffdampfquelle zu einem Kraftstoffdampfziel zu pumpen. Bei der Kraftstoffdampfquelle kann es sich um den Kraftstofftank selbst oder um eine Dampfabsorptionseinheit handeln, die z. B. mit Aktivkohle als Absorptionsmedium gefüllt ist. Da die Absorptionseinheit eine begrenzte Gesamtabsorptionskapazität hat, muss das von dem Absorbens absorbierte Kraftstoffdampfgas von Zeit zu Zeit abgeleitet werden. Der Ableitungsvorgang wird von der elektrischen Evaporations-Pumpe vorgenommen, die unter Flüssigkeitsverbindung zwischen der Dampfabsorptionseinheit und dem Kraftstoffdampfziel angeordnet ist, welche z. B. die Gaseinlass-Sammelleitung eines Verbrennungsmotors sein kann. Alternativ wird die Evaporations-Pumpe zum Entgasen der Zylinderabdeckung oder des Kurbelgehäuses des Motors verwendet.
  • Bei Gaspumpen ist die typische axiale Anordnung der Pumpenbauteile Elektromotor, Pumpenrad und Motorelektronik derart ausgefegt, dass der Elektromotor axial in der Mitte angeordnet ist und die Elektronikkammer, welche die Motorsteuerelektronik aufweist, an einem axialen Ende und das Pumpenrad an dem anderen axialen Ende angeordnet ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Evaporations-Pumpe für Kraftfahrzeuge zu schaffen, die eine kompakte Ausgestaltung hat und leicht montierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Evaporations-Pumpe für Kraftfahrzeuge mit den in Anspruch 1 definierten Merkmalen gelöst.
  • Die elektrische Evaporations-Pumpe gemäß der Erfindung ist mit einem Gasansaug-Port und mit einem Gasausstoß-Port versehen. Der Gasansaug-Port kann fluidisch mit einer Kraftstoffdampfquelle verbunden sein, z. B. mit einem Kraftstofftank oder mit einer Kraftstoffdampf-Absorptionseinheit. Der Gasausstoß-Port kann fluidisch mit einem Kraftstoffdampfziel wie z. B. einer Kondensationseinheit oder mit einem Gaseinlass-Sammelrohr eines Verbrennungsmotors verbunden sein.
  • Die Evaporations-Pumpe weist einen eingekapselten Elektromotor auf, der einen Motor-Stator mit mindestens zwei elektromagnetischen Statorspulen und eine Rotorvorrichtung aufweist, die ein Pumpenrad mit Pumpenradflügeln, eine drehbare Rotorwelle und einen Motorrotor enthält. Der Motorrotor ist vorzugsweise als dauermagnetisierter Rotorkörper ausgebildet. Die Evaporations-Pumpe ist mit einer Trennkapselungsvorrichtung versehen, die den in einem gasfreien Abschnitt vorgesehenen Motorstator von dem in einem Gasabschnitt vorgesehenen Motorrotor trennt. In dem Gasabschnitt ist das gepumpte Gas vorhanden. Der gasfreie Abschnitt ist mittels der Trennkapselungsvorrichtung fluidisch von dem Gasabschnitt getrennt, so dass in dem gasfreien Abschnitt kein gepumptes Gas vorhanden ist. Der gasfreie Abschnitt kann mit Luft gefüllt sein, ist jedoch fluidisch von dem Gasabschnitt isoliert, in dem sich das gepumpte Gas befindet.
  • Die Gaspumpe ist mit einer Lagervorrichtung versehen, die in dem Gasabschnitt angeordnet ist und die den Motorrotor drehbar lagert. Die Lagervorrichtung kann ein Rollenlager, ein Reiblager oder eine Kombination beider Lager-Typen sein. Vorzugsweise ist die Lagervorrichtung mit Rollenlagern versehen, und zwar aufgrund der hohen Drehgeschwindigkeit und den bei Reiblagern fehlenden Möglichkeiten der Lagerschmierung.
  • Die Trennkapselungsvorrichtung kann einen Kapselungskörper mit einem Zylinderabschnitt aufweisen. Der Zylinderabschnitt des Kapselungskörpers lagert unmittelbar die Lagervorrichtung. Der Kapselungskörper trennt ferner eine Steuerelektronikkammer, die eine Elektromotorsteuerung aufweist, von dem Gasabschnitt. Anders ausgedrückt hat die Trennkapselung zwei Funktionen, nämlich die unmittelbare Halterung der Lagervorrichtung und die fluidische Isolierung der Elektronikkammer von dem Gasabschnitt der Pumpe. Vorzugsweise ist der Kapselungskörper ein Blech-Kapselungskörper.
  • Die Lagervorrichtung, welche die Rotorvorrichtung enthält, kann an dem Zylinderabschnitt des Kapselungskörpers vormontiert werden, und anschließend kann der Kapselungskörper mit dem Motorstator zusammenmontiert werden, so dass die Pumpe als einfache Baugruppe realisiert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Elektronikkammer axial zwischen dem Motorstator und dem Pumpenrad angeordnet. Da die Evaporations-Pumpe nur Gas pumpt, das eine relativ niedrige Wärmekapazität hat, ist die Kühlung der Motorsteuerelektronik etwas problematisch. Durch Anordnen der Elektronikkammer einschließlich der Motorsteuerelektronik nahe dem Pumpenradabschnitt kann die Kühlung der Elektronikkammer und der darin angeordneten Steuerelektronik – im Vergleich mit einer Anordnung der Motorsteuerelektronik an dem axialen Ende der Evaporations-Pumpe und entfernt von dem relativ starken Gasstrom in der Umgebung des Pumpenrads – signifikant verbessert werden.
  • Vorzugsweise ist die Elektronikkammer ringförmig und umgibt die Lagervorrichtung. Dies ergibt eine kompakte Ausgestaltung der Evaporations-Pumpe in axialer Richtung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elektronische Motorsteuerung mit mindestens einem Leistungshalbleiter zur Stromzufuhr zu den Statorspulen versehen. Der Leistungshalbleiter ist durch ein separates thermisches Verbindungselement thermisch mit dem Kapselungskörper verbunden. Das thermische Verbindungselement besteht aus einem Material, das Wärmenergie doppelt so gut wie Luft leitet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die elektronische Motorsteuerung eine gedruckte Leiterplatte auf, die im Wesentlichen in einer radialen Ebene angeordnet ist. Der Kapselungskörper ist mit einem im Wesentlichen radialen Ringscheibenabschnitt versehen, so dass die gedruckte Leiterplatte und der radiale Scheibenabschnitt des Kapselungskörpers parallel und nahe zueinander angeordnet werden können.
  • Vorzugsweise kann die gedruckte Leiterplatte als ringförmige Scheibe ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sehr effektive und kompakte Anordnung der elektronischen Motorsteuerung in Axialrichtung der Evaporations-Pumpe.
  • Vorzugsweise ist das thermische Verbindungselement im Wesentlichen in Axialrichtung angeordnet und verbindet den Leistungshalbleiter mit dem radialen Ringscheibenabschnitt des Kapselungskörpers.
  • Vorzugsweise sind die Statorspulen in einem massiven Plastik-Gehäusekörper angeordnet, der das axiale Ende eines Zylinderabschnitts des Kapselungskörpers trägt. Die Trennkapselungsvorrichtung weist mindestens zwei Elemente auf, nämlich den massiven Plastik-Gehäusekörper, der die Statorspulen von dem Motorrotor trennt, und die Trennkapselungsvorrichtung, die zusätzlich den Gasabschnitt von dem gasfreien Abschnitt der Pumpe trennt.
  • Die Lagervorrichtung kann mit einem axialen Gasdurchlass versehen sein. Der axiale Gasdurchlass der Lagervorrichtung kann durch Zwischenräume und Spalte zwischen den benachbarten Rollenelementen eines Rollenlagers realisiert sein. Alternativ oder zusätzlich kann der axiale Gasdurchlass der Lagervorrichtung auch als Axialnut oder -kanal in einem festgelegten Teil der Lagervorrichtung oder in der die Lagervorrichtung tragenden statischen Rahmenstruktur vorgesehen sein.
  • Die Rotorwelle kann auch mit einem axialen Gasdurchlass versehen sein, und das Pumpenrad ist mit einem axialen Gasaustritts-Durchlass stromaufwärts der Pumpenradflügel versehen, so dass durch die Lagervorrichtung, den Wellen-Gasdurchlass und den Pumpenrad-Gasaustrittsdurchlass ein Trocknungsgasweg realisiert wird. Das gepumpte Gas strömt axial durch den Lagervorrichtungs-Gasdurchlass zu dem distalen Ende des Gasabschnitts und strömt dann axial zurück in der Richtung des Pumpenrads durch den Rotorwellen-Gasdurchlass und schließlich durch den Pumpenrad-Austrittsdurchlass.
  • Wenn die Rotorvorrichtung rotiert, ist der Gasdruck in der Mitte des Pumpenrads, wo der Gasaustritts-Durchlass angeordnet ist, im Vergleich mit dem Gasdruck radial außerhalb der Pumpenrad-Flügel relativ niedrig. Dies bewirkt, dass ein Trocknungsweg-Gasstrom von dem radial außerhalb der Pumpenrad-Flügel gelegenen Bereich zu dem Pumpenrad-Gasaustrittsdurchlass in der Mitte strömt.
  • Das Pumpenrad ist vorzugsweise als Impeller mit einem axialen Pumpenrad-Einlass und einem radialen Pumpenrad-Auslass vorgesehen.
  • Solange die Rotorvorrichtung rotiert, wird in dem Trocknungsweg ein kontinuierlicher Gasstrom bewirkt, so dass der Gasabschnitt kontinuierlich gelüftet wird. Folglich kann kein Kondensat, Kraftstoff oder Wasser in dem Gasabschnitt auftreten oder verbleiben, insbesondere nicht in den unzugänglichen Bereichen des Gasabschnitts. Da Feuchtigkeit und Kondensat kontinuierlich vermieden werden, wird die Korrosion in dem Gasabschnitt beträchtlich reduziert, und auch der mechanische Drehwiderstand wird beträchtlich reduziert.
  • Generell kann der Rotorwellen-Gasdurchlass in Form einer oder mehrerer Axialnuten in dem Rotorschaft realisiert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wellen-Gasdurchlass durch eine axiale Wellen-Bohrung gebildet, die sich über die gesamte Axiallänge der Rotorwelle erstreckt.
  • Vorzugsweise ist der Pumpenrad-Gasaustrittsdurchlass durch eine axiale mittlere Öffnung in dem Pumpenradkörper gebildet. In dem zentralen Bereich des Pumpenrads ist der Gasdruck relativ niedrig, so dass eine Austrittsöffnung in diesem Bereich, die das fluidische Ende des Trocknungsgaswegs bildet, zum Erzeugen eines kontinuierlichen Trocknungsgasweg-Stroms verwendbar ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Eintritts-Gasdurchlass des Trocknungsgaswegs durch einen kreisförmigen Spalt zwischen dem drehbaren Pumpenrad und einem nichtdrehenden Teil des Pumpenrahmens, des Pumpengehäuses oder eines anderen statischen Teils der Pumpe gebildet. Das Pumpenrad ist vorzugsweise mit einer Basisscheibe versehen, von der die Pumpenradflügel axial abstehen. Der Eintritts-Gasdurchlass des Trocknungswegs ist vorzugsweise durch einen kreisförmigen Spalt zwischen der Pumpenrad-Basisscheibe und einem weiteren kreisförmigen statischen Teil der Pumpe gebildet.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der durch das Pumpenrad und einen nichtdrehenden Teil des Pumpenrahmens oder Pumpengehäuses gebildete Gaseintritts-Durchlass mit einer kreisförmigen Labyrinthdichtung versehen sein, so dass der gesamte radiale Eintrittsstrom auf eine maximale Trockengasweg-Rate beschränkt und moderiert wird, die hinreichend ist, um eine Konzentration und Feuchtigkeit in dem Gasabschnitt zu vermeiden.
  • Vorzugsweise ist ein Motorrotor-Gasdurchlass durch einen kreisförmigen Spalt zwischen dem Motorrotor und der Trennkapselungsvorrichtung gebildet. Als Alternative oder zusätzlich zu dem kreisförmigen Spalt kann eine axiale Nut, die in der Trennkapselungsvorrichtung und/oder in dem Motorrotorkörper vorgesehen ist, als Motorrotor-Gasdurchlass dienen.
  • Vorzugsweise ist eine elektronische Motorsteuerung vorgesehen, die axial zwischen dem Motorstator und dem Pumpenrad angeordnet ist und die vorzugsweise die Lagervorrichtung umgibt. Die elektronische Motorsteuerung führt den elektromagnetischen Statorspulen auf der Basis eines Kommutationsschemas elektrische Energie zu. Die Anordnung der Motorsteuerelektronik axial zwischen dem Motorstator und dem Pumpenrad ermöglicht einen guten mechanischen Schutz der Elektronik gegenüber Umwelteinflüssen.
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung beschrieben, in der die Figur einen Längsquerschnitt durch die elektrische Evaporations-Pumpe zeigt.
  • Die Figur zeigt eine elektrische Evaporations-Pumpe 10 zum Pumpen von Kraftstoffdampf aus einer Kraftstoffdampfquelle zu einem Kraftstoffdampfziel, z. B. von einer Kraftstoffdampf-Absorptionseinheit zu einer Einlass-Sammelleitung eines Verbrennungsmotors. Die Gaspumpe 10 ist zum Pumpen von Gas geeignet, jedoch ungeeignet zum Pumpen einer Flüssigkeit. Die Gaspumpe 10 ist mit einem Pumpengehäuse 11 versehen, das einen axialen Gasansaug-Port 50 und einen radialen Gasausstoß-Port 52 ausweist. Die Gaspumpe 10 ist versehen mit einem Pumpenabschnitt, der ein Impeller-Pumpenrad 18 und die Ports 50, 52 aufweist, und mit einem Motorabschnitt, der einen eingekapselten Elektromotor 30 und eine Motorsteuerung 40 aufweist. Die Motorsteuerung 40, die eine gedruckte Leiterplatte 41 aufweist, ist in einer ringförmigen Elektronikkammer 83 axial zwischen dem Pumpenabschnitt und dem Elektromotor 30 angeordnet.
  • Das Pumpengehäuse 11 weist im Wesentlichen zwei getrennte Teile auf, nämlich das Motorabschnittsgehäuse 12 und das Pumpenabschnittsgehäuse 14. Beide Abschnittsgehäuse 12, 14 sind durch massive Plastik-Gehäusekörper 13, 15 gebildet. Das Motorabschnittsgehäuse 12 weist zahlreiche Statorspulen 33 eines Motorstators 32 auf und umgibt diese. Die Statorspulen 33 sind in dem Plastik-Motorgehäusekörper 13 eingebettet. Der Motorgehäusekörper 13 bildet ferner die ringförmige Motorsteuerelektronikkammer 83, in der die elektronische Motorsteuerung 40 untergebracht ist. Die Motorsteuerung 40 ist durch zahlreiche elektronische Elemente auf der gedruckte Leiterplatte 41 gebildet. Die gedruckte Leiterplatte 41 hat die Form einer Ringscheibe und ist mit zahlreichen Leistungshalbleitern 98 an der Pumpenrad-Seite der gedruckten Leiterplatte 41 versehen.
  • Die Gaspumpe 10 ist mit einer drehbaren Rotorvorrichtung 16 versehen, die ein Plastik-Pumpenrad 18, ein elastisches Kupplungselement 21, eine Metall-Rotorwelle 20 und einen Motorrotor 34 mit einem Motorrotorkörper 80 aufweist, welcher mit Permanentmagneten versehen ist, die zahlreiche Magnetrotorpole definieren. Die Rotorwelle 20 trägt zur gemeinsamen Drehung das elastische Kupplungselement 21, welche direkt das Pumpenrad 18 trägt. Das elastische Kupplungselement 21 erlaubt dem Pumpenrad 18, in einem beschränkten Bereich zu kippen, so dass ein durch Feststoffpartikel verursachtes Blockieren und Verkanten des Pumpenrads 18 vermieden werden kann.
  • Das Plastik-Pumpenrad 18 ist mit zahlreichen Pumpenradflügeln 19 versehen, die axial von einem Pumpenrad-Basischeibenkörper 54 abstehen, der im Wesentlichen in einer radialen Ebene angeordnet ist. Der Pumpenrad-Basisscheibenkörper 54 ist in seiner axialen Mitte mit einer Axialmittenöffnung 57 versehen, die einen Trocknungsgas-Austrittsdurchlass 55 bildet.
  • Die Rotorwelle 20 ist durch einen Metall-Rotorwellenkörper 22 gebildet, der mit einer axialen Wellenbohrung 25 versehen ist, die einen axialen Trocknungsgas-Durchlass 24 bildet. Das distale Ende der Wellenbohrung 25 bildet eine Trocknungsgas-Einlassöffnung 28, und das proximale Ende der Wellenbohrung 25 bildet eine Trocknungsgas-Auslassöffnung 26.
  • Die Rotorvorrichtung 16 ist von einer Lagervorrichtung 36, die zwei Rollenlager 37, 38 aufweist, drehbar gehalten. Die Lagervorrichtung 36 ist axial zwischen dem Motorrotor 34 und dem Pumpenrad 18 angeordnet. Die Lagervorrichtung 36 ist mit einem axialen Gasdurchlass 70 versehen, der ein axiales Strömen des gepumpten Trocknungsgases axial durch die Lagervorrichtung 36 ermöglicht. Im Fall der hier beschriebenen Rollenlager 37, 38 ist der axiale Gasdurchlass durch die Zwischenräume zwischen den Rollenelementen des Rollenlagers 37, 38 gebildet. Zusätzlich ist die Lagervorrichtung 36 mit einem zweiten axialen Gasdurchlass versehen, der durch drei axiale Nuten 106 gebildet ist, die in dem zylindrischen Zylinderabschnitt 84 des Kapselungskörpers 60 vorgesehen sind. Selbst falls die axialen Nuten 106 nicht Teil der Rollenlager 37, 38 sind, bilden sie ebenfalls axiale Lagervorrichtungs-Gasdurchlässe im Sinn der Patentansprüche. Die axialen Gasdurchlass-Nuten 106 transportieren 50% bis 80% des durch den Trocknungsweg strömenden Gases. Dies bedeutet, dass ein Auswaschen des Schmierfetts der Rollenlager 37, 38 verhindert wird.
  • Der Pumpengehäusekörper 15 bildet einen Pumpenspirale 56, die das Pumpenrad radial umgibt und fluidisch in einen radialen Pumpenauslasskanal 53 führt, der fluidisch an dem Gasausstoß-Port 52 der Pumpe endet.
  • Die Gaspumpe 10 ist mit einer Trennkapselungsvorrichtung 82 versehen, die den Motorstator 32, der in einem gasfreien Abschnitt angeordnet ist, fluidisch von der Motor-Rotorvorrichtung 16 trennt, die in einem Gasabschnitt angeordnet ist. In dem Gasabschnitt ist das gepumpte Gas vorhanden, während in dem gasfreien Abschnitt kein gepumptes Gas vorhanden ist. Es kann jedoch ein anderes Gas wie z. B. Luft in dem gasfreien Abschnitt vorhanden sein. Insbesondere ist die Elektronikkammer 83 mit Luft gefüllt, ist jedoch nicht mit gepumptem Gas gefüllt. Die Trennkapselungsvorrichtung 82 weist die zylindrische Innenfläche des Motorabschnitts-Gehäusekörpers 13 und einen separaten Blech-Kapselungskörper 60 auf.
  • Der Blech-Kapselungskörper 60 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Zylinderabschnitt 84 und einen Ringscheibenabschnitt 85 auf, der im Wesentlichen in einer radialen Ebene liegt. Der kreisförmige Rand 91 des Ringscheibenabschnitts 85 des Kapselungskörpers 60 ist zwischen entsprechende Flansche des Pumpengehäusekörpers 15 und des Motorgehäusekörpers 13 geklemmt. Beide Flansche sind mit einer jeweiligen kreisförmigen Nut 87, 89 versehen. In beide kreisförmigen Nuten 87, 89 ist ein jeweiliger Dichtring 88, 90 eingesetzt. Die kreisförmigen Nuten 87, 89, die kreisförmigen Dichtringe 88, 90 und der kreisförmige Rand 91 des Ringscheibenabschnitts 85 sind axial miteinander ausgerichtet, so dass eine zuverlässige Dichtungsanordnung realisiert wird.
  • Die äußeren zylindrischen Flächen der Rollenlager 37, 38 sind durch Klemmen an der inneren zylindrischen Fläche des Trenn-Kapselungs-Zylinderabschnitts 84 fixiert. Die Außenfläche des Trenn-Kapselungs-Zylinderabschnitts 84 ist ebenfalls durch Klemmen zum Teil an einem zylindrischen Abschnitt des Motorgehäusekörpers 13 fixiert. Die Flüssigkeitsdichtung ist durch einen Dichtring 92 realisiert, der zwischen der Außenfläche des Trenn-Kapselungs-Zylinderabschnitts 84 und der inneren zylindrischen Fläche des Motorgehäusekörpers 13 angeordnet ist.
  • Der kreisförmige Spalt zwischen der Basisscheibe 54 des Pumpenrads 18 und dem Ringscheibenabschnitt 85 des Kapselungskörpers 60 bildet einen kreisförmigen Eintritts-Trocknungsgasdurchlass 77 eines Trocknungsgaswegs, der von dem Eintritts-Trocknungsgasdurchlass 77 zu dem Auslass-Trocknungsgasdurchlass 55 verläuft. Der kreisförmige Spalt ist mit einer Labyrinthdichtung 100 versehen, die durch einen kreisförmigen axialen Dichtungs-Landring 102 an der Rückseite des Scheibenabschnitts 85 des Kapselungskörpers 60 und durch eine entsprechende kreisförmige axiale Nut an der Vorderseite des Ringscheibenabschnitts 85 des Kapselungskörpers 60 gebildet ist. Die Labyrinthdichtung 100 definiert die maximale Strömung durch den Trocknungsgasweg, so dass die durch den Trocknungsgasweg gebildete pneumatische Abkürzung die pneumatische Effizienz der Gaspumpe 10 nicht signifikant beeinträchtigt.
  • Der Motorgehäusekörper 13 ist an seiner zylindrischen Innenfläche, die den Motorrotorkörper 80 umgibt, mit einer oder mehreren axialen Gasdurchlassnuten 17 versehen, die es ermöglichen, dass ein axialer Trocknungsgasstrom in axialer Richtung durch den Motorrotor 34 hindurchtritt.
  • Die Leistungshalbleiter 98 sind jeweils durch separate thermische Verbindungselemente 99 thermisch mit dem Ringabschnitt 85 des Blech-Kapselungskörpers 60 verbunden. Die Verbindungselemente 99 verbinden die jeweiligen Leistungshalbleiter 98 axial mit dem Ringscheibenabschnitt 85 des Blech-Kapselungskörpers 60. Da dieser Ringscheibenabschnitt des Blech-Kapselungskörpers 60 durch das Gas gekühlt wird, das mit einer relativ hohen Gasgeschwindigkeit vorbeiströmt und mittels des Pumpenrads gepumpt wird, wird eine beträchtliche Kühlkapazität realisiert, so dass die Wärme zuverlässig von den Leistungshalbleitern 98 abgeleitet werden kann.
  • Wenn die Gaspumpe 10 aktiv ist, rotiert der eingekapselte Elektromotor 30, so dass sich auch das Pumpenrad 18 dreht. Das Pumpenrad pumpt das Gas, bei dem es sich um Kraftstoffdampf handelt, axial durch den axialen Gasansaug-Port 50 und radial nach außen in die Pumpenspirale 56. Aus der Pumpenspirale 56 strömt das Gas durch den Auslasskanal 53 zu dem Gasausstoß-Port 52.
  • Der Gasdruck vor dem Pumpenrad 18 ist niedriger als der Gasdruck in der Pumpenspirale 56. Dies bewirkt einen Trocknungsgasstrom von dem Trocknungsgaseintritts-Durchlass 77 entlang des Trocknungsgaswegs zu dem Trocknungsgas-Austrittsdurchlass 55. Der Trocknungsgasweg weist den kreisförmigen Trocknungsgas-Eintrittsdurchlass 77, die axialen Gasdurchlässe 70, 106 der Lagervorrichtung 36, die axialen Gasdurchlassnuten 17 an dem Motorgehäusekörper 13, den axialen Gasdurchlass 24 der Rotorwelle 20 und den Trocknungsgas-Austrittsdurchlass 55 des Pumpenrads 18 auf.
  • Solange sich das Pumpenrad 18 dreht, bewirkt die Druckdifferenz zwischen dem Gasansaug-Port 50 und dem Gasausstoß-Port 52 einen Trocknungsgasstrom durch den Trocknungsgasweg, so dass kein relevantes Kondensat des gepumpten Gases in dem Gasabschnitt der Gaspumpe 10 verbleibt.

Claims (8)

  1. Elektrische Evaporations-Pumpe (10) für Kraftfahrzeuge, mit einem Gasansaug-Port (50) und einem Gasausstoß-Port (52), wobei die Pumpe aufweist: einen eingekapselten Elektromotor (30) mit einen Motor-Stator (32), der elektromagnetische Statorspulen (33) aufweist, und mit einer Rotorvorrichtung (16), die ein Pumpenrad (18) mit Pumpenradflügeln (19), eine drehbare Rotorwelle (20) und einen Motorrotor (34) enthält, eine Trennkapselungsvorrichtung (82), die den in einem gasfreien Abschnitt angeordneten Motorstator (32) von dem in einem Gasabschnitt angeordneten Motorrotor (34) fluidisch trennt, und eine Lagervorrichtung (36), die in dem Gasabschnitt axial zwischen dem Motor (30) und dem Pumpenrad (18) angeordnet ist und den Motorrotor (34) drehbar lagert, wobei die Trennkapselungsvorrichtung (82) einen Kapselungskörper (60) mit einem Zylinderabschnitt (84) aufweist, wobei der Zylinderabschnitt (84) die Lagervorrichtung (36) direkt trägt, und der Kapselungskörper (60) eine Elektronikkammer (83), die eine elektronische Motorsteuerung (40) aufweist, von dem Gasabschnitt trennt.
  2. Elektrische Evaporations-Pumpe (10) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, bei der die Elektronikkammer (83) axial zwischen dem Motorstator (32) und dem Pumpenrad (18) angeordnet ist.
  3. Elektrische Evaporations-Pumpe (10) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 2, bei der die Elektronikkammer (83) ringförmig ausgebildet ist und die Lagervorrichtung (36) umgibt.
  4. Elektrische Evaporations-Pumpe (10) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die elektronische Motorsteuerung (40) mit mindestens einem Leistungshalbleiter (98) zur Stromzufuhr zu den Statorspulen (33) versehen ist, wobei der Leistungshalbleiter (98) durch ein thermisches Verbindungselement (99) thermisch mit dem Kapselungskörper (60) verbunden ist.
  5. Elektrische Evaporations-Pumpe (10) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die elektronische Motorsteuerung (40) eine gedruckte Leiterplatte (41) aufweist, die im Wesentlichen in einer radialen Ebene angeordnet ist, und bei der der Kapselungskörper (60) mit einem im Wesentlichen radialen Ringscheibenabschnitt (85) versehen ist.
  6. Elektrische Evaporations-Pumpe (10) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 4 oder 5, bei der das thermische Verbindungselement (99) den Leistungshalbleiter (98) mit dem Kapselungskörper (60) im Wesentlichen axial verbindet.
  7. Elektrische Evaporations-Pumpe (10) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Statorspulen (33) in einem massiven Plastik-Gehäusekörper (13) angeordnet sind, der das axiale Ende eines Zylinderabschnitts (84) des Kapselungskörpers (60) trägt.
  8. Elektrische Evaporations-Pumpe (10) für Kraftfahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kapselungskörper (60) ein Blech-Kapselungskörper ist.
DE112015006483.4T 2015-04-24 2015-04-24 Elektrische Evaporations-Pumpe für Kraftfahrzeuge Active DE112015006483B4 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2015/058891 WO2016169611A1 (en) 2015-04-24 2015-04-24 Automotive electric evaporation pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112015006483T5 true DE112015006483T5 (de) 2018-01-18
DE112015006483B4 DE112015006483B4 (de) 2023-11-16

Family

ID=52988070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112015006483.4T Active DE112015006483B4 (de) 2015-04-24 2015-04-24 Elektrische Evaporations-Pumpe für Kraftfahrzeuge

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE112015006483B4 (de)
WO (1) WO2016169611A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018105732A1 (de) * 2018-03-13 2019-09-19 Nidec Gpm Gmbh Baukastensystem eines axial integrierten Pumpenaufbaus
DE102018111116B4 (de) 2018-05-09 2020-06-18 Eagle Actuator Components Gmbh & Co. Kg Anordnung zum Regenerieren eines Aktivkohlefilters

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018184694A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 Pierburg Pump Technology Gmbh Automotive gas flow pump
DE102018129611A1 (de) * 2018-11-23 2020-05-28 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Rotormontageeinheit mit Kühlfunktion
JP2020094496A (ja) * 2018-12-10 2020-06-18 愛三工業株式会社 遠心ポンプ
DE102020105337B4 (de) * 2020-02-28 2022-08-04 Nidec Gpm Gmbh Thermisch optimierte Kühlmittelpumpe
CN112039282A (zh) * 2020-08-28 2020-12-04 北京理工大学重庆创新中心 一种集成式油泵

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5997261A (en) 1997-10-31 1999-12-07 Siemens Canada Limited Pump motor having fluid cooling system
GB2418072B (en) * 2004-09-14 2008-05-07 Dana Automotive Ltd Pump assembly
JP5516976B2 (ja) * 2010-07-14 2014-06-11 アイシン精機株式会社 電動ポンプ
JP2013099021A (ja) 2011-10-28 2013-05-20 Mitsubishi Electric Corp ポンプ及びヒートポンプ装置
US9360015B2 (en) 2012-07-16 2016-06-07 Magna Powertrain Of America, Inc. Submerged rotor electric water pump with structural wetsleeve

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018105732A1 (de) * 2018-03-13 2019-09-19 Nidec Gpm Gmbh Baukastensystem eines axial integrierten Pumpenaufbaus
DE102018111116B4 (de) 2018-05-09 2020-06-18 Eagle Actuator Components Gmbh & Co. Kg Anordnung zum Regenerieren eines Aktivkohlefilters
US10711735B2 (en) 2018-05-09 2020-07-14 Eagle Actuator Components Gmbh & Co. Kg Arrangement for regenerating an activated carbon filter

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016169611A1 (en) 2016-10-27
DE112015006483B4 (de) 2023-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015006483B4 (de) Elektrische Evaporations-Pumpe für Kraftfahrzeuge
DE112015006484B4 (de) Elektrische Evaporations-Pumpe für Kraftfahrzeuge
EP3755907B1 (de) Kühlmittelpumpe mit optimierter lageranordnung und verbessertem wärmehaushalt
WO2019101471A1 (de) Kühlmittelpumpe mit anwendungsoptimiertem aufbau und verbessertem wärmehaushalt
EP2602489B1 (de) Haushalts-Dunstabzugshaube sowie Verfahren zum Kühlen eines Motors einer Lüftervorrichtung der Haushalts-Dunstabzugshaube
DE202012013669U1 (de) Aktive Kühlung eines Motors mit integriertem Kühlkanal
EP1725775A1 (de) Anordnung mit einem elektronisch kommutierten aussenläufermotor
DE202007018540U1 (de) Organic Rankine Zyklus (ORC) - Turbogenerator
DE102006004836A1 (de) Organic Rankine Zyklus (ORC)- Turbogenerator
EP1664546A1 (de) Verdichterreinigung
EP2009288A2 (de) Turbolader mit integriertem Separator
DE112013002029T5 (de) Schleuderscheiben-Öldichtung und Turbolader mit Schleuderscheiben-Öldichtung
EP3899284B1 (de) Seitenkanalverdichter für ein brennstoffzellensystem zur förderung und/oder verdichtung eines gasförmigen mediums
DE102013012143A1 (de) Kühlmittelpumpe für ein Kraftfahrzeug zur Kühlung einer Brennkraftmaschine oder einer alternativen Antriebsvorrichtung
DE112019000859T5 (de) Turbine
DE102009054773A1 (de) Turboverdichter und Verdichteranlage umfassend einen derartigen Turboverdichter
DE102019215473A1 (de) Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem zur Förderung und/oder Verdichtung eines gasförmigen Mediums
EP3676484B1 (de) Kühlmittelpumpe mit anwendungsoptimiertem aufbau
EP2751429A1 (de) Turbokompressor und verwendung
DE10353034A1 (de) Mehrstufige Reibungsvakuumpumpe
EP2772652B1 (de) Zwischenwand zur Abdichtung des Rückraums eines Radialverdichters
DE10322464B4 (de) Spaltrohrmotorpumpe
EP2546525A1 (de) Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse
DE102014201880B3 (de) Schmutzfänger als Funktionsmodul im Flügelrad einer Kühlmittelpumpe
DE3344309A1 (de) Rotationskompressor

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R082 Change of representative

Representative=s name: TERPATENT PARTGMBB, DE

Representative=s name: TERPATENT PATENTANWAELTE TER SMITTEN EBERLEIN-, DE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02M0025080000

Ipc: F04D0013060000

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division