WO2020074318A1 - Pumpe, insbesondere für einen flüssigkeitskreislauf in einem fahrzeug - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a pump, in particular for a liquid circuit in a vehicle, for example a coolant pump.
- Such a pump is known from document DE 10 2011 055 599 A1. It has a multi-part housing with a pump chamber, a motor chamber and an electronics chamber. An impeller is arranged in the pump chamber and is driven by a motor which is arranged in the motor chamber. An electrical circuit is provided in the electronics chamber with which the motor can be controlled and / or regulated.
- the fluid delivered by a pump is compressed by the rotation of the impeller.
- the impeller conveys the liquid from the inside to the outside in a spiral room. Viewed in the radial direction, this spiral space is located outside the impeller between the impeller and the wall of the pump chamber.
- the spiral chamber absorbs the liquid emerging from the impeller and directs it to the outlet of the pump chamber or the pump.
- the flow of the liquid follows a pressure drop to the outlet.
- the pressure is built up by the rotation of the impeller.
- the pressure prevailing in the spiral space can result in liquid escaping from the pump chamber in which the liquid passes, for example, between the pump housing and the further housing part of the pump which delimits the pump chamber.
- the invention is based on the object of improving the pump, in particular the pump housing, in such a way that there are only slight unwanted pressure and liquid losses.
- This object is achieved according to the invention in that the pump housing and the further housing part each have a flange surface and these flange surfaces lie against one another and that one of the two flange surfaces has at least one annular groove and the other of the two flange surfaces has at least one circumferential web which engages in the ring groove.
- annular groove and the circumferential web were not provided, instead of the annular groove and the circumferential web, flat surfaces of the pump housing and the motor housing would lie against one another.
- the ring groove and the circumferential web create a kind of labyrinth seal, which provides an improved seal between the pump chamber and the space outside the pump without an additional sealant.
- Another effect of the annular groove and the web is that expansion of the pump housing is reduced by that in the pump chamber, in particular in a spiral space of the pump chamber.
- the pump housing can have a flange on which the flange surface with the circumferential web is provided.
- the further housing part can also have a flange, on which the flange surface with the annular groove can be provided.
- the flanges can be attached to each other by means of screws.
- FIG. 1 is a perspective view of a first pump according to the invention
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the first pump
- FIG. 9 shows a perspective view of a pump housing of one of the four pumps.
- Fig. 10 shows a cross section through one of the four pumps shown.
- the pumps according to the invention shown in the figures are very similar and have only differences in a few parts or even only in one part. Therefore, the first pump according to the invention shown is first described with reference to FIGS. 1 to 4 and 9 and 10, before the differences between the second, third and fourth pumps according to the invention are subsequently discussed.
- the first pump has a multi-part housing which has a pump housing 10, a motor housing 20, an electronics housing 30 and a cover 40, a stator 50 of a motor of the pump being provided in the electronics housing 30.
- the motor of the pump is completed by a rotor 60 which is rotatably mounted on the motor housing 20 and into which the stator 50 is immersed.
- the stator 50 in turn dips into the motor housing 20.
- a circuit carrier 70 is provided, on which an electronic circuit 80 is provided, via which the motor is supplied with electrical energy and is controlled.
- An electronics chamber E in which the circuit carrier 70 and the circuit 80 are arranged is delimited by the electronics housing 30 and the cover 40 of the housing.
- the housing parts can be made of plastic, for example Vyncolit.
- the stator 50 is cast in the electronics housing 30, preferably in an apron 301 of the electronics housing 30.
- the pump housing 10, the electronics housing 30 and the cover 40 each have a flange 101, 302, 401.
- the motor housing 20 has two flanges 201, 202, namely a first on the side facing the pump housing 10 and a second on the side facing the electronics housing 30 and the cover 40.
- the pump housing 10 and the motor housing 20 are connected to one another by screws 100 which are guided through the flange 101 of the pump housing 10 into the first flange 201 of the motor housing 20.
- the cover 40 and the electronics housing 30 and the electronics housing 30 and the motor housing 20 are connected to one another by screws 110, which are guided through the flange 401 of the cover 40 and the electronics housing 30 into the second flange 202 of the motor housing 20.
- the flange 101 of the pump housing 10 has a circumferential web 102 which engages in a form-fitting manner in an annular groove 203 which is provided in the first flange 201 of the motor housing .
- the pump has an impeller 90 which is rotatably arranged in the pump housing 10 and for this purpose is fastened on a shaft 601 of the rotor 60 which projects into the pump housing 10.
- the pump chamber P can be connected via a suction port 103 of the pump housing 10 to a line via which the liquid to be pumped is sucked in.
- the intake manifold 103 is arranged coaxially with an axis of rotation of the rotor 60.
- the pump chamber P can be connected via an outlet connection 104 to a line into which the pumped liquid is pressed.
- An outer wall of the pump housing 10 and the impeller 90 delimit a spiral space S, which widens like a spiral to the outlet of the pump chamber.
- the impeller 90 is designed in a manner known per se, for example one in the document DE 10 2011 055 599 A1, FIG. 2,
- the impeller 90 has a bushing, preferably made of metal, with a central through hole into which the rotor shaft 601 is inserted, so that the impeller 90 with the bushing 901 is seated in a rotationally fixed manner, preferably in a press fit on the rotor shaft 601.
- the bush Parallel to the central through hole of the bush 901, the bush has one or more grooves 902, which together with the rotor shaft 601 form through holes through which a liquid from a side of the impeller 90 facing the motor housing 20 to a side facing the inlet Side of the impeller 90 can flow.
- the wall of the pump housing 10 that delimits the pump chamber P in the radial direction tapers.
- recesses 105 are provided which are open in the direction of the motor housing 20.
- these recesses 105 have approximately the shape of a straight cylinder with a base area which resembles the sector of a circular ring.
- the base area of the cylinder is therefore similar to a sector of a circular ring in the examples shown, the inner walls of the recesses 105 of the spiral shape of the radial delimitation of the pump chamber P or of the spiral space S of the pump chamber P. consequences. This results in recesses 105 tapering in the circumferential direction. It also results in the recesses 105 differing.
- projections 205 are provided on the wall 204 facing the pump housing 20, through which the rotor shaft 601 extends, which protrude into the recesses 105 when the pump is assembled.
- the pump housing 10 and the motor housing 20 can only be assembled in a clear position when the pumps are assembled.
- a clear position of the pump housing 10 and the motor housing 20 could also be achieved in another way.
- the recesses 105 and protrusions 205 also have another effect.
- the projections 205 and recesses 105 create a kind of labyrinth seal, which provides an improved seal between the high-pressure area and the low-pressure area even without additional sealant.
- a bushing 206 is formed, which serves as a bearing for the rotor shaft 601. It is also possible that a bushing 206 for mounting the rotor shaft is inserted into the wall 204 already mentioned and is firmly connected to the rest of the motor housing 20.
- the bush 206 has a through hole, the cross section of which is adapted to the rotor shaft 601. Axially, one or more, preferably two, grooves 207 (not visible in FIG.
- one or more through holes 208 are provided in the region of the spiral space S - in the examples shown there are three through holes 208 - which provide a connection between the spiral space S and one of the motor housing 20, the apron 301 and an end wall 303 of the electronics housing 30 creates an annular chamber R.
- a liquid can be conveyed into the annular chamber R through the through holes 208 from the spiral space located on the flap pressure side of the impeller 90.
- the ring chamber R is connected to the motor chamber M through one or more radial through holes 304 in the skirt 301.
- the through holes 304 are provided in the vicinity of the end wall 303.
- a liquid which passes from the annular chamber R into the motor chamber M can pass through the motor chamber M, for example through a gap between the rotor 60 and the skirt 301 to the side of the motor chamber M facing the rotor 60 of the pump chamber P. be promoted.
- the already mentioned grooves in the bearing bush 206 of the rotor shaft 601 and the grooves 902 in the bush 901 of the impeller 90 allow the liquid to be conveyed to the inlet side of the impeller 90, that is to say to the low-pressure side of the impeller 90.
- the accumulation of air has disadvantages for cooling the pump, in particular for cooling the rotor 60 and the electronic circuit 80.
- the shaft 601 of the rotor 60 is provided with a central bore. This could extend over the entire length of the shaft 60 and thus connect the space between the rotor 60 and the end wall 303 of the electronics housing to the low-pressure side of the pump chamber P. It is also possible that the central bore extends only from the end of the shaft 601 facing this space to the other side of the rotor 60. The air can then be conveyed from one side of the rotor 60 to the other side of the rotor via these longitudinal bores and transverse bores in the rotor shaft 601.
- the air can take its further path, already described, via the grooves 306 in the bearing sleeve for the rotor in order to be guided to the low-pressure side of the pump chamber P.
- Transporting the air through a central bore of shaft 601 makes it necessary to produce the central bore and possibly the transverse bore, which is complex.
- the bores result in different properties of the shaft compared to a shaft 601 made of full material. This consideration of the other properties of the shaft can entail additional effort.
- first through holes 603 and second through holes 607 are provided in the first pump in a region of the rotor between the shaft and the permanent magnet.
- the first through holes 603 extend parallel to the shaft 601 in a region immediately adjacent to the shaft 601.
- the second through holes 604 are radially further away from the rotor shaft 601 and thus closer to the permanent magnet 607.
- the first through holes 603 have the advantage that they start more in the center of the rotation and thus also more in the center of the collecting air.
- the first through holes 603 have the disadvantage that the rotor body 602, which encloses the permanent magnet 607 and through which the rotor shaft is guided, is weakened by the first through holes 603 in an area in which little material is available. This leads to small wall thicknesses of the rotor body 602 in the area of the first through holes 603, which must be taken into account in particular.
- the rotor body 602 is preferably made of plastic.
- the second through holes 604 are surrounded by more material, which has design advantages over the first through holes 603. On the other hand, the air cannot be discharged through the second through holes 604 as well as through the first through holes 603. It is possible that in pumps according to the invention the first and second through holes 603, 604, as shown for the first pump according to the invention (FIGS. 3 and 4) and the fourth pump according to the invention (FIG. 8), only the first through holes 603 , as shown for the second pump according to the invention (FIGS. 5 and 6), or only the second through holes 604 are provided.
- the first and fourth pumps also differ, among other things. through the rotor shaft 601. While the second pump has a smooth, circular-cylindrical shaft 601, the rotor shaft 601 of the fourth pump has constrictions and shoulders, which brings about an improved connection between the shaft and the rotor body 602, which connects the permanent magnet 607 envelops.
- the third pump has another solution for through holes for venting the space between the rotor 60 and the end wall 303 of the electronics housing 30.
- a bush 605 is provided between the rotor body 602 and the shaft 601, which corresponds to the bush 901 of the impeller 90 and is preferably identical to the bush 901 of the impeller 90.
- the shaft 601 is smooth and circular cylindrical.
- the grooves enable through holes which are guided very close to the axis of rotation without the rotor body 602 enveloping the permanent magnet 607 having to be weakened in an area in which little material is present.
- An advantageous special feature of the fourth pump according to the invention which can also be provided for all other pumps according to the invention, is that the side of the end wall 303 of the electronics housing 30 facing away from the motor chamber M. is plan. This makes it possible for the circuit carrier 70 carrying the electronic circuit 80 to lie flat on this side of the end wall 303.
- the circuit carrier 70 can preferably be glued to this side of the end wall 303, preferably with an adhesive that conducts heat in a special way and thus from the circuit 80 or the circuit carrier 70 on the one hand via the end wall 303 into the circulated in the motor chamber M. Liquid transported. Attachment by other means could then be omitted.
- a detachable fastening of the circuit carrier in the electronics housing should be preferred, this can be done using detachable fastening means.
- a heat-conducting paste can be provided between the circuit carrier 70 and the end wall 303.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere für einen Flüssigkeitskreislauf in einem Fahrzeug, zum Beispiel eine Kühlmittelpumpe mit einem mehrteiligen Gehäuse, das eine Pumpenkammer (P), wobei in der Pumpenkammer (P) ein Laufrad (90) angeordnet ist, wobei die Pumpenkammer von einem Pumpengehäuse (10) und einem weiteren Gehäuseteil (20) des mehrteiligen Gehäuses begrenzt ist, wobei das Pumpengehäuse (10) und das weitere Gehäuseteil (20) jeweils eine Flanschfläche haben, die aneinander liegen, und wobei die eine der beiden Flanschfläche wenigstens eine Ringnut (203) aufweist ist und die andere der beiden Flanschflächen wenigstens einen umlaufenden Steg (102) aufweist, der in die Ringnut (203) eingreift.
Description
Pumpe, insbesondere für einen Flüssigkeitskreislauf in einem Fahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere für einen Flüssigkeitskreislauf in ei- nem Fahrzeug, zum Beispiel eine Kühlmittelpumpe.
Aus dem Dokument DE 10 2011 055 599 A1 ist eine solche Pumpe bekannt. Die weist ein mehrteiliges Gehäuse mit einer Pumpenkammer, einer Motorkammer und einer Elektronikkammer auf. In der Pumpenkammer ist ein Laufrad angeordnet, das von einem Motor, der in der Motorkammer angeordnet ist, angetrieben wird. In der Elekt- ronikkammer ist eine elektrische Schaltung vorgesehen, mit welcher der Motor ge- steuert und/oder geregelt werden kann.
Die von einer Pumpe geförderte Flüssigkeit wird durch die Drehung des Laufrades verdichtet. Das Laufrad fördert dabei die Flüssigkeit von innen nach außen in einen Spiralraum. Dieser Spiralraum befindet sich in radialer Richtung betrachtet außerhalb des Laufrades zwischen Laufrad und der Wand der Pumpenkammer. Der Spiralraum nimmt die aus dem Laufrad austretende Flüssigkeit auf und leitet sie zum Auslass der Pumpenkammer bzw. der Pumpe. Der Strom der Flüssigkeit folgt dabei einem Druck- gefälle zum Auslass. Der Druck wird durch die Rotation des Laufrades aufgebaut. Durch den im Spiralraum herrschenden Druck kann es dazu kommen, dass Flüssig- keit aus der Pumpenkammer austritt, in dem die Flüssigkeit zum Beispiel zwischen dem Pumpengehäuse und dem weiteren die Pumpenkammer begrenzenden Gehäu- seteil der Pumpe hindurchtritt.
Hier setzt die Erfindung an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Pumpe, insbesondere das Pumpen- gehäuse so zu verbessern, dass es nur zu geringen ungewollten Druck- und Flüssig- keitsverlusten kommt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Pumpengehäuse und das weitere Gehäuseteil jeweils eine Flanschfläche haben und diese Flanschflächen aneinander liegen und dass die eine der beiden Flanschfläche wenigstens eine Ringnut aufweist ist und die andere der beiden Flanschflächen wenigstens einen um- laufenden Steg aufweist, der in die Ringnut eingreift.
Wären die Ringnut und der umlaufende Steg nicht vorgesehen, lägen anstelle der Ringnut und des umlaufenden Stegs ebene Flächen des Pumpengehäuses und des Motorgehäuses aneinander. Durch die Ringnut und den umlaufenden Steg entsteht dagegen eine Art Labyrinthdichtung, die schon ohne zusätzliches Dichtmittel für eine verbesserte Abdichtung zwischen der Pumpenkammer und dem Raum außerhalb der Pumpe sorgt.
Ein weiterer Effekt der Ringnut und des Steges ist, dass ein Aufweiten des Pumpen- gehäuses durch den in der Pumpenkammer, insbesondere in einem Spiralraum der Pumpenkammer, reduziert ist.
Das Pumpengehäuse kann einen Flansch aufweisen, an der die Flanschfläche mit dem umlaufenden Steg vorgesehen ist. Auch das weitere Gehäuseteil kann einen Flansch aufweist, an dieser kann die Flanschfläche mit der Ringnut vorgesehen sein. Die Flansche können mittels Schrauben aneinander befestigt sein.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen Pumpe, Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der ersten Pumpe,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die erste Pumpe,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch die erste Pumpe als Explosionsdarstellung,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Pumpe,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die zweite erfindungsgemäße Pumpe,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Pumpe,
Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine vierte erfindungsgemäße Pumpe,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Pumpengehäuses einer der vier darge- stellten erfindungsgemäßen Pumpen und
Fig. 10 einen Querschnitt durch eine der vier dargestellten Pumpen.
Die in den Figuren dargestellten erfindungsgemäßen Pumpen sind sich sehr ähnlich und weisen nur Unterschiede in wenigen Teilen oder sogar nur in einem Teil auf. Da- her wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 und 9 und 10 zunächst die erste dargestellte erfindungsgemäße Pumpe beschrieben, bevor anschließend auf die Un- terschiede der zweiten, dritten und vierten erfindungsgemäßen Pumpen eingegangen wird.
Die erste Pumpe weist ein mehrteiliges Gehäuse auf, das ein Pumpengehäuse 10, ein Motorgehäuse 20, ein Elektronikgehäuse 30 und einen Deckel 40 aufweist, wobei in dem Elektronikgehäuse 30 ein Stator 50 eines Motors der Pumpe vorgesehen ist. Der Motor der Pumpe wird durch einen Rotor 60 vervollständigt, der an dem Motorgehäu- se 20 drehbar gelagert ist und in den der Stator 50 eintaucht. Der Stator 50 wiederum taucht in das Motorgehäuse 20 ein. Ferner ist ein Schaltungsträger 70 vorgesehen, auf dem eine elektronische Schaltung 80 vorgesehen ist, über die der Motor mit elektrischer Energie versorgt wird und gesteuert wird. Eine Elektronikkammer E, in der
der Schaltungsträger 70 und die Schaltung 80 angeordnet sind, wird von dem Elektro- nikgehäuse 30 und dem Deckel 40 des Gehäuses begrenzt.
Die Gehäuseteile können aus Kunststoff hergestellt sein, zum Beispiel aus Vyncolit. Der Stator 50 ist in dem Elektronikgehäuse 30, vorzugsweise in einer Schürze 301 des Elektronikgehäuses 30 eingegossen.
Das Pumpengehäuse 10, das Elektronikgehäuse 30 und der Deckel 40 weisen je eine Flansch 101 , 302, 401 auf. Das Motorgehäuse 20 weist zwei Flansche 201 , 202 auf, nämlich einen ersten auf der dem Pumpengehäuse 10 zugewandten Seite und einen zweiten auf der dem Elektronikgehäuse 30 und dem Deckel 40 zugewandten Seite. Durch Schrauben 100, die durch den Flansch 101 des Pumpengehäuses 10 in den ersten Flansch 201 des Motorgehäuses 20 geführt sind, sind das Pumpengehäuse 10 und das Motorgehäuse 20 miteinander verbunden. Durch Schrauben 110, die durch den Flansch 401 des Deckels 40 und des Elektronikgehäuses 30 in den zweiten Flansch 202 des Motorgehäuses 20 geführt sind, sind der Deckel 40 und das Elektro- nikgehäuse 30 und das Elektronikgehäuse 30 und das Motorgehäuse 20 miteinander verbunden.
Um eine druckfestere Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse 10 und dem Mo- torgehäuse 20 zu erzielen, weist der Flansch 101 des Pumpengehäuses 10 einen um- laufenden Steg 102 auf, der in eine Ringnut 203 formschlüssig eingreift, die in dem ersten Flansch 201 des Motorgehäuses vorgesehen ist. Dadurch kann eine Aufdeh- nung des Pumpengehäuses 10 und des Motorgehäuses 20 im Betrieb der Pumpe aufgrund des dort herrschenden Druckes vermieden oder zumindest reduziert werden.
Die Pumpe weist ein Laufrad 90 auf, das in dem Pumpengehäuse 10 drehbar ange- ordnet und dazu auf einer Welle 601 des Rotors 60 befestigt ist, die in das Pumpen- gehäuse 10 hineinragt.
Das Pumpengehäuse 10 und eine Wand 204 des Motorgehäuses, nämlich die Wand, die von der Motorwelle 601 durchragt wird, schließen eine Pumpenkammer P ein, in
der sich das Laufrad 90 befindet. Die Pumpenkammer P ist über einen Ansaugstutzen 103 des Pumpengehäuses 10 mit einer Leitung verbindbar, über die die zu pumpende Flüssigkeit angesaugt wird. Der Ansaugstutzen 103 ist koaxial zu einer Rotationsach- se des Rotors 60 angeordnet.
Die Pumpenkammer P ist über einen Auslassstutzen 104 mit einer Leitung verbindbar, in die die gepumpte Flüssigkeit gedrückt wird. Eine Außenwand des Pumpengehäu- ses 10 und das Laufrad 90 begrenzen einen Spiralraum S, der sich zu dem Auslass der Pumpenkammer spiralartig erweitert. Das Laufrad 90 ist auf an sich bekannte Art ausgebildet, zum Beispiel auf eine in dem Dokument DE 10 2011 055 599 A1 , Fig. 2,
3 oder 5 dargestellte Art, auf die zur näheren Erläuterung eines für eine erfindungs- gemäße Pumpe in Frage kommenden Laufrades 90 verwiesen wird.
Das Laufrad 90 hat eine Buchse, vorzugsweise aus Metall, mit einem zentralen Durchgangsloch, in das die Rotorwelle 601 eingesteckt ist, so dass das Laufrad 90 mit der Buchse 901 drehfest vorzugsweise im Presssitz auf der Rotorwelle 601 sitzt. Pa- rallel zu dem zentralen Durchgangsloch der Buchse 901 weist die Buchse ein oder mehrere Nuten 902 auf, die zusammen mit der Rotorwelle 601 Durchgangslöcher bil- den, durch die eine Flüssigkeit von einer dem Motorgehäuse 20 zugewandten Seite des Laufrades 90 auf eine dem Einlass zugewandten Seite des Laufrades 90 strömen kann. Im dargestellten Beispiel sind es drei Nuten 902.
In dem Maße, wie sich der Spiralraum S der Pumpenkammer P spiralartig erweitert, verjüngt sich die die Pumpenkammer P in radialer Richtung begrenzende Wand des Pumpengehäuses 10. In dieser Wand sind Ausnehmungen 105 vorgesehen, die in Richtung des Motorgehäuses 20 geöffnet sind. Bei den in den Figuren dargestellten Beispielen haben diese Ausnehmungen 105 in etwa die Form eines geraden Zylinders mit einer Grundfläche, die dem Sektor eines Kreisringes ähnelt. Die Grundfläche des Zylinders ist bei den dargestellten Beispielen deshalb einem Sektor eines Kreisringes ähnlich, wobei die inneren Wände der Ausnehmungen 105 der Spiralform der radialen Begrenzung der Pumpenkammer P bzw. des Spiralraums S der Pumpenkammer P
folgen. Dadurch ergeben sich in der Umfangsrichtung verjüngende Ausnehmungen 105. Es ergibt sich dadurch ferner, dass die Ausnehmungen 105 sich unterscheiden.
Komplementär zu den Ausnehmungen 105 sind an der dem Pumpengehäuse 20 zu- gewandten Wand 204, die von der Rotorwelle 601 durchragt wird, Vorsprünge 205 vorgesehen, die im zusammengebauten Zustand der Pumpe in die Ausnehmungen 105 hineinragen.
Durch die Ausnehmungen 105 und die komplementären Vorsprünge 205 können das Pumpengehäuse 10 und das Motorgehäuse 20 bei der Montage der Pumpen nur in einer eindeutigen Stellung zusammengesetzt werden.
Eine eindeutige Stellung des Pumpengehäuses 10 und des Motorgehäuses 20 könnte auch auf andere Art erreicht werden.
Die Ausnehmungen 105 und Vorsprünge 205 haben auch einen weiteren Effekt. Der Bereich des Pumpengehäuses 10 und des Motorgehäuses 20, in dem die Ausneh- mungen 105 bzw. die Vorsprünge 205 vorgesehen sind, trennt den Hochdruckbereich und den Niederdruckbereich der Pumpenkammer P bzw. des Spiralraums S. Diese müssen möglichst gut gegeneinander abgedichtet sein, so dass ein Flüssigkeitsfluss am Flüssigkeitskreislauf über die an die Pumpe angeschlossenen Leitungen vorbei möglichst verhindert ist und die Pumpe möglichst effektiv arbeiten kann. Wären die Vorsprünge 205 und die Ausnehmungen 105 nicht vorgesehen, lägen anstelle dieser ebenen Flächen des Pumpengehäuses 10 und des Motorgehäuses 20 aneinander. Durch die Vorsprünge 205 und Ausnehmungen 105 entsteht dagegen eine Art Laby- rinthdichtung, die schon ohne zusätzliches Dichtmittel für eine verbesserte Abdichtung zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich sorgt.
In der bereits erwähnten Wand 204, die von der Rotorwelle 601 durchragt wird, ist eine Buchse 206 ausgebildet, die als Lager der Rotorwelle 601 dient. Es ist ebenso möglich, dass eine Buchse 206 zur Lagerung der Rotorwelle in die bereits erwähnte Wand 204 eingesetzt ist und fest mit dem übrigen Motorgehäuse 20 verbunden ist.
Die Buchse 206 hat ein Durchgangsloch, dessen Querschnitt der Rotorwelle 601 an- gepasst ist. Axial sind in der Wand des Durchgangslochs ein oder mehrere, vorzugs- weise zwei Nuten 207 (in Fig. 3 nicht erkennbar) vorgesehen, durch die bei eingesetz- ter Rotorwelle 601 eine Flüssigkeit zwischen der Pumpenkammer P und einer vom Motorgehäuse 20 und der Schürze 301 begrenzten Motorkammer M und umgekehrt fließen kann. Kleine Mengen der durch die Nuten 207 geführten Flüssigkeit werden bei Rotation des Rotors von der Welle 601 mitgenommen und sorgen für eine Schmie- rung zwischen der Rotorwelle 601 und der Buchse 206.
In der Wand 204, die von der Rotorwelle 601 durchragt wird, sind im Bereich des Spi- ralraums S ein oder mehrere Durchgangslöcher 208 vorgesehen - bei den dargestell- ten Beispielen sind es drei Durchgangslöcher 208 - die eine Verbindung zwischen dem Spiralraum S und einem von dem Motorgehäuse 20, der Schürze 301 und einer Stirnwand 303 des Elektronikgehäuses 30 begrenzten Ringkammer R schafft. Eine Flüssigkeit kann durch die Durchgangslöcher 208 aus dem Spiralraum, der auf der Flochdruckseite des Laufrades 90 liegt, in die Ringkammer R gefördert werden.
Die Ringkammer R ist durch ein oder mehrere radiale Durchgangslöcher 304 in der Schürze 301 mit der Motorkammer M verbunden. Die Durchgangslöcher 304 sind in der Nachbarschaft zu der Stirnwand 303 vorgesehen. Eine Flüssigkeit, die aus der Ringkammer R in die Motorkammer M Übertritt, kann durch die Motorkammer M, zum Beispiel durch einen Spalt zwischen dem Rotor 60 und der Schürze 301 zur der bezo- gen auf den Rotor 60 der Pumpenkammer P zugewandten Seite der Motorkammer M gefördert werden. Durch die bereits erwähnten Nuten in der Lagerbüchse 206 der Ro- torwelle 601 und den Nuten 902 in der Buchse 901 des Laufrades 90 kann die Flüs sigkeit auf die Einlassseite des Laufrades 90, also auf die Niederdruckseite des Lauf- rades 90 gefördert werden. Es besteht damit eine durchgehende Verbindung von dem Spiralraum S, also der Hochdruckseite der Pumpenkammer P, über die Durchgangs- löcher 208 zwischen dem Spiralraum S und der Ringkammer R in die Ringkammer R, von dort aus über die Durchgangslöcher 304 zwischen der Ringkammer R und der Motorkammer M in die Motorkammer M und von der Motorkammer M über die Nuten 207 in der Lagerbüchse 206 und den Nuten 902 in der Buchse 901 des Laufrades 90
zur Einlassseite des Laufrades 90, der Niederdruckseite der Pumpenkammer P. Im Betrieb der Pumpe stellt sich entlang diesen Weges ein Flüssigkeitsstrom ein, der zwar deutlich kleiner ist als der von der Pumpe in den Auslass geförderte Strom, aber so groß ist, um bei einem Nennbetrieb eine ausreichende Kühlung der Pumpe zu er- reichen.
Bei einer Kühlung der Pumpe durch einen Flüssigkeitsstrom entlang des beschriebe- nen Strömungswegs kann es sich ergeben, dass sich insbesondere in einem Raum zwischen dem Rotor 60 und der Stirnwand 303 des Elektronikgehäuses 30 Luft sam- melt, die sich im Flüssigkeitskreislauf befindet, aus welchen Gründen auch immer. Die sich in diesem Raum gesammelte Luft kann aus diesem Raum kaum entweichen oder aus diesem Raum weg gefördert werden. Sowohl die Flüssigkeit als auch die Luft in diesem Raum sind im Betrieb der Pumpe aufgrund der Bewegung des Rotors in Rota- tion versetzt. Die sich dadurch einstellenden Fliehkräfte führen zu einer Schichtung in diesem Raum entsprechen der Dichte der dort angesammelten Medien. Das führt da- zu, dass sich die Luft in der Mitte des Raumes sammelt, während sich die Flüssigkeit im Außenbereich sammelt und von dort aus durch den Ringspalt zwischen Stator 50 und Rotor 60 weiter gefördert werden kann.
Die Luftansammlung hat Nachteile für die Kühlung der Pumpe, insbesondere für die Kühlung des Rotors 60 und der elektronischen Schaltung 80.
Dem kann abgeholfen werden, wenn man die Welle 601 des Rotors 60 mit einer zent- ralen Bohrung versieht. Diese könnte sich über die gesamte Länge der Welle 60 er- strecken und so den Raum zwischen dem Rotor 60 und der Stirnwand 303 des Elekt- ronikgehäuses mit der Niederdruckseite der Pumpenkammer P verbinden. Es ist auch möglich, dass die zentrale Bohrung nur von dem diesem Raum zugewandten Ende der Welle 601 bis zu anderen Seite des Rotors 60 reicht. Über diese Längsbohrungen und Querbohrungen in der Rotorwelle 601 kann dann die Luft von einer Seite des Ro- tors 60 zur anderen Seite des Rotors befördert werden. Die Luft kann ihren weiteren, bereits beschriebenen Weg über die Nuten 306 in der Lagerbüchse für den Rotor nehmen, um zur Niederdruckseite der Pumpenkammer P geführt zu werden.
Ein Transport der Luft durch eine zentrale Bohrung der Welle 601 macht die Herstel- lung der zentralen Bohrung und ggf. der Querbohrung notwendig, was aufwendig ist. Außerdem muss berücksichtigt werden, dass sich durch die Bohrungen andere Ei- genschaften der Welle im Vergleich zu einer Welle 601 aus vollem Material ergeben. Diese Berücksichtigung der anderen Eigenschaften der Welle kann einen weiteren Aufwand nach sich ziehen.
Bei der ersten bis vierten Pumpe gemäß den Figuren sind daher andere Varianten gewählt.
Bei der ersten Pumpe in einem Bereich des Rotors zwischen der Welle und dem Per- manentmagneten sind erste Durchgangslöcher 603 und zweite Durchgangslöcher 607 vorgesehen. Die ersten Durchgangslöcher 603 erstrecken sich parallel zur Welle 601 in einem Bereich unmittelbar benachbart zur Welle 601. Die zweiten Durchgangslö- cher 604 sind radial weiter von der Rotorwelle 601 entfernt und damit näher an dem Permanentmagneten 607.
Die ersten Durchgangslöcher 603 haben den Vorteil, dass sie mehr im Zentrum der Rotation und damit auch mehr im Zentrum der sich sammelnden Luft beginnen.
Dadurch kann erreicht werden, dass sich keine große Luftblase bildet. Die ersten Durchgangslöcher 603 haben aber den Nachteil, dass der Rotorkörper 602, der den Permanentmagneten 607 einschließt und durch den die Rotorwelle geführt ist, durch die ersten Durchgangslöcher 603 in einem Bereich geschwächt wird, in dem wenig Material zur Verfügung steht. Das führt zu geringen Wandstärken des Rotorkörpers 602 im Bereich der ersten Durchgangslöcher 603, was besonders berücksichtig wer- den muss. Der Rotorkörper 602 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.
Die zweiten Durchgangslöcher 604 sind von mehr Material umgeben, was konstrukti- ve Vorteile gegenüber den ersten Durchgangslöchern 603 hat. Dagegen kann die Luft über die zweiten Durchgangslöcher 604 nicht so gut abgeführt werden wie durch die ersten Durchgangslöcher 603.
Es ist möglich, dass bei erfindungsgemäßen Pumpen die ersten und die zweiten Durchgangslöcher 603, 604, wie es für die erste erfindungsgemäße Pumpe (Fig. 3 und 4) und die vierte erfindungsgemäße Pumpe (Fig. 8) dargestellt ist, nur die ersten Durchgangslöcher 603, wie es für die zweite erfindungsgemäße Pumpe (Fig 5 und 6) dargestellt ist, oder nur die zweiten Durchgangslöcher 604 vorgesehen sind.
Die erste und die vierte Pumpe unterscheiden sich im Übrigen u.a. durch die Rotor- welle 601. Während die zweite Pumpe eine glatte, kreiszylindrische Welle 601 hat, weist die Rotorwelle 601 der vierten Pumpe Einschnürungen und Absätze auf, die ei- ne verbesserte Verbindung zwischen der Welle und dem Rotorkörper 602 bewirkt, der den Permanentmagneten 607 einhüllt.
Die dritte Pumpe weist eine andere Lösung für Durchgangslöcher zur Entlüftung des Raums zwischen Rotor 60 und Stirnwand 303 des Elektronikgehäuses 30 auf. Für diese Lösung ist zwischen dem Rotorkörper 602 und der Welle 601 eine Buchse 605 vorgesehen, die der Buchse 901 des Laufrades 90 entspricht und vorzugsweise iden- tisch zu der Buchse 901 des Laufrades 90 ist. Die Welle 601 ist glatt und kreiszylind- risch. Durch die Verwendung identischer Buchsen 605, 901 für das Laufrad 90 und den Rotor 60, also durch die Verwendung von Gleichteilen, können mehrere Vorteile erzielt werden. Zum einen werden beim Rotor 60 wie auch schon beim Laufrad 90 Nuten 902, 606 für den Kühlmittelstrom erreicht, die nahe an der Rotorwelle 601 ge- führt sind. Das bietet für den Kühlmittelstrom durch den Rotor 60 die Möglichkeit der verbesserten Entlüftung, ohne dass dazu die Welle 601 besonders gestaltet sein muss. Die Nuten ermöglichen Durchgangslöcher, die sehr nahe an der Rotationsach- se geführt werden, ohne dass dazu der den Permanentmagneten 607 einhüllende Rotorkörper 602 in einem Bereich geschwächt werden muss, in dem wenig Material vorhanden ist.
Eine vorteilhafte Besonderheit der vierten erfindungsgemäßen Pumpe, die auch bei allen anderen erfindungsgemäßen Pumpen vorgesehen sein kann, ist, dass die der Motorkammer M abgewandte Seite der Stirnwand 303 des Elektronikgehäuses 30
plan ist. Das macht es möglich, dass der die elektronische Schaltung 80 tragende Schaltungsträger 70 an dieser Seite der Stirnwand 303 flächig anliegt. Vorzugsweise kann der Schaltungsträger 70 an dieser Seite der Stirnwand 303 angeklebt sein, vor- zugsweise mit einem Klebstoff, der Wärme in besonderer Weise leitet und so von der Schaltung 80 bzw. dem Schaltungsträger 70 einerseits über die Stirnwand 303 in die in der Motorkammer M umgewälzte Flüssigkeit transportiert. Eine Befestigung mittels anderer Mittel könnte dann entfallen. Falls eine lösbare Befestigung des Schaltungs- trägers in dem Elektronikgehäuse bevorzugt werden sollte, kann das über lösbare Be- festigungsmittel erfolgen. Um dennoch einen guten Wärmeübergang von dem Schal- tungsträger 70 in die Stirnwand 303 zu erreichen, kann zwischen dem Schaltungsträ- ger 70 und der Stirnwand 303 eine Wärmeleitpaste vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste
10 Pumpengehäuse
101 Flansch
102 Steg
103 Ansaugstutzen
104 Auslassstutzen
105 Ausnehmungen
20 Motorgehäuse
201 erste Flansch
202 zweite Flansch
203 Ringnut
204 Wand des Motorgehäuses
205 Vorsprünge
206 Buchse
207 Nuten
208 Durchgangslöcher
30 Elektronikgehäuse
301 Schürze
302 Flansch
303 Stirnwand
304 Durchgangslöcher
40 Deckel
401 Flansch
50 Stator
60 Rotor
601 Rotorwelle
602 Rotorkörper
603 erste Durchgangslöcher
604 zweite Durchgangslöcher
605 Buchse
606 Nuten
Permanentmagnet Schaltungsträger Schaltung
Laufrad
Buchse
Nuten
Schrauben Schrauben
Claims
1. Pumpe, insbesondere für einen Flüssigkeitskreislauf in einem Fahrzeug, zum Beispiel eine Kühlmittelpumpe mit einem mehrteiligen Gehäuse, das eine Pumpenkammer (P), wobei in der Pumpenkammer (P) ein Laufrad (90) angeordnet ist, wobei die Pumpenkammer von einem Pumpengehäuse (10) und einem weiteren Gehäuseteil (20) des mehrteiligen Gehäuses begrenzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Pumpengehäuse (10) und das weitere Gehäuseteil (20) jeweils eine Flanschfläche haben, die aneinander liegen, und
dass die eine der beiden Flanschfläche wenigstens eine Ringnut (203) auf- weist ist und die andere der beiden Flanschflächen wenigstens einen um- laufenden Steg (102) aufweist, der in die Ringnut (203) eingreift.
2. Pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenge- häuse (10) einen Flansch (101 ) aufweist, an der die Flanschfläche mit dem umlaufenden Steg (102) vorgesehen ist.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere
Gehäuseteil (20) einen Flansch (201 ) aufweist, an der die Flanschfläche mit der Ringnut (203) vorgesehen ist.
4. Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (101 , 201 ) mittels Schrauben (100) aneinander befestigt sind.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ringnut (203) und der wenigstens eine umlaufende Steg (203) in radialer Richtung eine Labyrinthdichtung bilden.
6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmungen (105) voneinander unterscheiden.
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