DE10045597C1

DE10045597C1 - Pumpe mit einem elektronisch kommutierten Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE10045597C1
Application number: DE10045597A
Authority: DE
Inventors: Lothar Ochs; Gunther Martin
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2020-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem elektronisch kommutierten Gleichstrommotor, bei dem ein mediumdurchströmter Pumpenraum zwischen einer Kommutierungsschaltung oder zumindest zu kühlenden elektronischen Bauteilen der Kommutierungsschaltung und einer Statorwicklung des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors angeordnet ist. Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Pumpe der eingangs genannten Art eine elektrische Dauerbelastbarkeit der Kommutierungsschaltung zu gewährleisten, indem durch eine ausreichende und kontinuierliche Wärmeabfuhr ein thermisch sicherer Dauerbetrieb gewährleistet ist, wobei möglichst wenig Bauraum benötigt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die zu kühlenden elektronischen Bauteile in wärmeleitendem Kontakt mit einer Wandung eines den mediumdurchströmten Pumpenraum begrenzenden Pumpenkopfs und/oder eines Saug- oder Druckstutzens sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit Pumpenkopf, der einen mediumdurchströmten Pumpenraum, einen Saugstutzen und einen Druckstutzen aufweist, mit einem an den Pumpenkopf anschließenden elektronisch kommutierten Gleichstrommotor und mit zu kühlenden elektronischen Bauteilen.

Aus der DE 195 45 561 A1 ist eine Pumpe-Motoreinheit bekannt, bei der die zu kühlenden elektronischen Bauteile zwischen einer Statorwicklung und dem Pumpenraum angeordnet ist. Zur besseren Kühlung ist hierbei ein Kühlkörper notwendig. Dieses zusätzliche aufwändige Bauteil erhöht den Fertigungs- und Montageaufwand und kann aufgrund seiner Einbaulage und Gestaltung nur eine unzureichende Kühlung der elektronischen Bauteile gewährleisten.

Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr ist bei der DE 40 14 918 C2, die einen Elektromotor mit Frequenzumrichter beschreibt, ein Modul mit dem Leistungsteil der Elektronik getrennt von der übrigen Elektronik in einer Förderleitung angeordnet. Nachteilig bei dieser Lösung ist der große notwendige Bauraum und die aufwändige Montage.

Die DE 41 06 130 A1 beschreibt ein Gebläse, bei dem die zu kühlenden elektronischen Bauteile mit dem Gehäuse, das mit Kühlrippen versehen ist in wärmeschlüssiger Verbindung steht. Aus der DE 34 39 665 A1 ist ein kollektorloser Gleichstrommotor bekannt, bei dem Leistungshalbleiter in wärmeleitenden Kontakt mit dem Motorglansch stehen. Da sowohl in der DE 41 06 130 A1 als auch in der DE 34 39 665 A1 nur kleine Kontaktflächen vorhanden sind, ist die Kühlwirkung jeweils begrenzt.

Aus der US 4,204,810 ist eine Pumpe bekannt bei der ein mediumdurchströmter Pumpenraum zwischen einer Kommutierungsschaltung oder zumindest zu kühlenden elektronischen Bauteilen der Kommutierungsschaltung und einer Statorwicklung des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist die Kommutierungsschaltung völlig von der als Wärmequelle wirkenden Statorwicklung entkoppelt, ist aber in der Nähe des als Wärmesenke wirkenden mediumdurchströmten Pumpenraums angeordnet. Zusätzlich kann die Umgebungsluft neben dem mediumdurchströmten Pumpenraum als Wärmesenke dienen. Bei der bekannten Pumpe befindet sich die Kommutierungsschaltung jedoch auf einer gewöhnlichen Leiterplatte, die mit Abstand von einer Wandung des mediumdurchströmten Pumpenraums angeordnet ist. Dadurch ist keine gute Wärmeankopplung an den mediumdurchströmten Pumpenraum gegeben. Dies wirkt sich negativ auf den möglichen Wirkungsgrad und die Dauerbelastbarkeit aus. Zudem wird viel Bauraum für die Unterbringung der Kommutierungsschaltung benötigt.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Pumpe der eingangs genannten Art eine elektrische Dauerbelastbarkeit der Kommutierungsschaltung zu gewährleisten, indem durch eine ausreichende und kontinuierliche Wärmeabfuhr ein thermisch sicherer Dauerbetrieb gewährleistet wird, wobei möglichst wenig Bauraum benötigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Die zu kühlenden elektronischen Bauteile sind in wärmeleitendem Kontakt mit einer Wandung eines den mediumdurchströmten Pumpenraum begrenzenden Pumpenkopfs und/oder eines Saug- oder Druckstutzens und in Aufnahmetaschen der Wandung angeordnet. Wegen der dadurch erhöhten Oberfläche verbessert sich die Wärmeableitung, dadurch wird die maximal zulässige Betriebstemperatur dieser elektronischen Bauteile auch bei Dauerbetrieb nicht überschritten, insbesondere solange die Temperatur des Mediums entsprechend gering ist. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der notwendige Bauraum kleiner als bei den bekannten Ausführungen sein kann, da bisher ungenutzte Bereiches z. B. Zwischenräume zwischen Versteifungsrippen, für die Aufnahme von elektronischen Bauteilen verwendet werden können.

Eine sichere Halterung der zu kühlenden elektronischen Bauteile ist sichergestellt, wenn diese günstigerweise in zumindest zwei Raumrichtungen durch Formschluss in Aufnahmetaschen gehalten werden.

Eine besonders gute Wärmeabfuhr ist gegeben, wenn die zu kühlenden elektronischen Bauteile an dem größten Teil ihrer Oberfläche in Kontakt mit den Aufnahmetaschen und/oder der Wandung des den mediumdurchströmten Pumpenraum begrenzenden Pumpenkopfs und/oder dem Saug- und/oder Druckstutzen stehen.

Um die Leiterplatte mit den darauf montierten Bauteilen montieren zu können sind die Aufnahmetaschen mit Ausnehmungen versehen, die so ausgeführt sind, dass bei der Montage der im wesentlichen ringförmigen, an ihrem inneren Rand zahnartige Erweiterungen aufweisende Leiterplatte in und entlang der Ausnehmungen führbar ist.

Damit die zu kühlenden elektronischen Bauteile einerseits mit der Leiterplatte verbunden werden und andererseits in die Aufnahmetaschen montiert werden können, sind sie an den zahnartigen Erweiterungen der Leiterplatte angeordnet.

Hinterschnitte, die sich an die Ausnehmungen in den Aufnahmetaschen anschließen, dienen dazu, die formschlüssige Verbindung der zu kühlenden elektronischen Bauteile in den Aufnahmetaschen zumindest in radialer Richtung zu gewährleisten.

Für einen Schutz der Kommutierungsschaltung gegen Schmutz, Spritzwasser und andere Umwelteinflüsse kann eine Abdeckung dienen.

Die genannte Anordnung eignet sich gerade auch für eine Kreiselpumpe mit einem spiralförmigen, annähernd eine vollständige Spiralwindung beschreibenden mediumdurchströmten Pumpenraum, wobei die Spirale einen minimalen und einen maximalen Radius (R1, R2) aufweist. Hier ist eine elektrische Kontaktierung durch elektrische Leiter zwischen der Kommutierungsschaltung oder Teilen der Kommutierungsschaltung und einer Statorwicklung über einen vom mediumdurchströmten Pumpenraum mit Hilfe einer Dichtung getrennten Raum möglich. Die Radien R1 und R2 beinhalten dabei die Wandstärke der Wandung des Pumpenkopfs.

Die Kommutierungsschaltung oder Teile der Kommutierungsschaltung ist/sind zweckmäßigerweise mit der Statorwicklung des Gleichstrommotors derart elektrisch verbunden, dass die elektrischen Leiter außerhalb des mediumdurchströmten Pumpenraums und innerhalb eines vom maximalen Radius R2 begrenzten Kreises/Zylinders verlaufen. Durch diese Anordnung ist der vorhandene Bauraum optimal ausgenutzt.

Es bietet sich an, in diesem Bereich vorzugsweise in einem Pumpenkopfflansch Durchgänge für die elektrischen Leiter vorzusehen.

Wird eine im wesentlichen kreisförmige, um den mediumdurchströmten Pumpenraum verlaufende Dichtung verwendet, so ist sowohl deren Herstellung als auch deren Montage sowie die erreichbare Dichtwirkung günstig.

Zur besseren Nutzung des Bauraumes ist vorgesehen, die Dichtung zumindest über den größten Teil ihres Umfangs entlang einer der Spiralkontur ähnlichen Spirale verlaufen zu lassen.

Die bauraumsparende Ausführung der Pumpe ist insbesondere dann möglich, wenn die Summe aus Umkreisdurchmesser um die Spirale und zweimal die Wandstärke des mediumdurchströmten Pumpenraumes der Pumpe kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des bürstenlosen Gleichstrommotors ist. In diesem Fall können die elektrischen Leiter in gerader Linie zwischen der Kommutierungsschaltung oder Teilen der Kommutierungsschaltung zur Statorwicklung geführt werden. Damit ist eine besonders einfache Fertigung der Bauteile und eine einfache Montage möglich.

Um auch Kommutierungsschaltungen mit Sensoren so anordnen zu können, dass die Kommutierungsschaltung oder Teile der Kommutierungsschaltung vom Stator thermisch entkoppelt ist/sind, ist vorgesehen, Aufnahmen zur Lagefixierung der Sensoren mit dem Spaltrohr einstückigen auszubilden. Dies erleichtert die Montage und reduziert zusätzlich die Zahl der Bauteile.

Es ist günstig, dass die Aufnahmen im montierten Zustand im stirnseitigen Bereich des Statorblechpaketes angeordnet sind. Auch denkbar ist es, eine mit den Aufnahmen einstückige Statorisolierendscheibe zu verwenden.

Für die elektrische Verbindung der Sensoren mit der Kommutierungsschaltung sind Leitbleche besonders geeignet, da diese einfach herzustellen und zu montieren sind.

Die Herstellung der Statorisolierung und damit der Aufnahmen für die Sensoren ist durch Umspritzen des Statorblechpaketes und Mitspritzen der Aufnahmen weiter optimierbar.

Es kann notwendig sein die Sensoren mit einer Sensorleiterplatte elektrisch zu verbinden, wobei die Sensoren in zumindest tangential in Taschen gehalten werden.

Um die Sensorleiterplatte zu halten, ist vorgesehen sie zumindest form- und/oder kraftschlüssig mit der Statorisolierung oder einem Spaltrohrflansch zu verbinden.

Die Sensorleiterplatte ist mit der Kommutierungsschaltung elektrisch verbunden, wobei deren Leiterbahnen Bestandteil der elektrischen Leiter zwischen der Kommutierungsschaltung und der Statorwicklung bzw. den Sensoren sein kann. Dies verringert die Anzahl der notwendigen Bauteile und verbessert dadurch die wirtschaftliche Herstellung.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a, 1b mögliche bekannte Anordnungen von mediumdurchströmtem Pumpenraum, Statorwicklung eines elektronisch kommutiertem Gleichstrommotor und Kommutierungsschaltung,

Fig. 1c die erfindungsgemäße Anordnung von Statorwicklung eines elektronisch kommutiertem Gleichstrommotor, mediumdurchströmtem Pumpenraum und Kommutierungsschaltung,

Fig. 2 eine räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Pumpe,

Fig. 3 eine räumliche Darstellung eines Pumpenkopfs der erfindungsgemäßen Pumpe,

Fig. 4a eine räumliche Darstellung des Pumpenkopfs, bei dem die Kommutierungsschaltung in einem Vormontagezustand dargestellt ist,

Fig. 4b eine ebene, schematische Darstellung des mediumdurchströmten Pumpenraums,

Fig. 5 eine räumliche Darstellung des Pumpenkopfs von innen,

Fig. 6 eine räumliche Darstellung des Pumpenkopfs aus Fig. 5 mit elektrischen Leitern sowie kreisringförmiger Dichtung,

Fig. 7 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Pumpe,

Fig. 8 eine Schnittansicht einer Variante der Pumpe aus Fig. 7

Fig. 9a, b, c räumliche Darstellungen einer Anordnung der Kommutierungsschaltung mit einer Sensorleiterplatte,

Fig. 10 eine räumliche Darstellung gemäß Fig. 9a, 9b, 9c mit einer angedeuteten Kontur des Pumpenkopfs,

Fig. 11, eine räumliche Darstellung des Pumpenkopfs mit einer Variante der Sensorleiterplatte,

Fig. 12 eine räumliche Darstellung der Sensorleiterplatte mit Pumpenkopf und Kommutierungsschaltung gemäß Fig. 9a, 9b, 9c und

Fig. 13 eine räumliche Darstellung der montierten Pumpe mit Abdeckkappe.

Die Fig. 1a und 1b zeigen bekannte Pumpen mit Anordnungen eines mediumdurchströmten Pumpenraums 3, einer Statorwicklung 10 eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors und einer Kommutierungsschaltung 4. Bei der geläufigsten Anordnung nach Fig. 1a ist der Stator 10 des bürstenlosen Gleichstrommotors zwischen dem mediumdurchströmten Pumpenraum 3 und der Kommutierungsschaltung 4 angeordnet, wobei die Kommutierungsschaltung 4 einerseits von der Statorwicklung 10 des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors 2 als Wärmequelle ungünstig beeinflusst wird und andererseits nur die Umgebungsluft als Wärmesenke dienen kann.

Eine verbesserte, aber nicht optimale Lösung ist in Fig. 1b dargestellt. Hier ist die Kommutierungsschaltung 4 zwischen dem mediumdurchströmten Pumpenraum 3 und der Statorwicklung 10 des bürstenlosen Gleichstrommotors angeordnet, wodurch die Kommutierungsschaltung 4 mit dem mediumdurchströmten Pumpenraum 3 in wärmeleitenden Kontakt gebracht ist und somit deutlich besser gekühlt werden kann, als dies über Luftkühlung möglich ist. Nachteilig bleibt, dass die zusätzliche Wärmebelastung durch die Statorwicklung 10 des bürstenlosen Gleichstrommotors dazu führt, dass die Wärmeenergie auch über die Kommutierungsschaltung 4 an den mediumdurchströmten Pumpenraum 3 als Wärmesenke abgegeben wird.

Fig. 1c zeigt die erfindungsgemäße Anordnung aus Kommutierungsschaltung 4 mediumdurchströmten Pumpenraum 3 und Statorwicklung des bürstenlosen Gleichstrommotors, wobei der mediumdurchströmte Pumpenraum 3 zwischen der Kommutierungsschaltung 4 und der Statorwicklung 10 des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors angeordnet und eine thermische Entkopplung der Statorwicklung 10 des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors von der Kommutierungsschaltung 4 ermöglicht ist. Dies hat den Vorteil, dass der als Wärmesenke dienende mediumdurchströmte Pumpenraum 3 sowohl die Statorwicklung 10 des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors als auch die Kommutierungsschaltung 4 optimal kühlen kann. Dazu kommt die Umgebungsluft, die einerseits die Statorwicklung 10 des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors, andererseits die Kommutierungsschaltung 4 kühlen kann. Ein Austausch von Wärmeenergie zwischen dem elektronisch kommutierten Gleichstrommotor 2 und der Kommutierungsschaltung 4 ist durch diese entkoppelte Anordnung nicht möglich.

Fig. 2 zeigt eine räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Pumpe 1 mit dem elektronisch kommutierten Gleichstrommotor 2, der Kommutierungsschaltung 4, elektrischen Leitern 11 zwischen der Kommutierungsschaltung 4 und dem elektronisch kommutierten Gleichstrommotor 2, einem Saugstutzen 25, einem Druckstutzen 26 sowie Anschraubohren 27, über die ein Pumpenkopf 7 der Pumpe 1 mit dem elektronisch kommutierten Gleichstrommotor 2 verschraubt ist. Die Kommutierungsschaltung 4 weist insbesondere zu kühlende elektronische Bauteile 5 auf, die mit einer Leiterplatte 29 elektrisch verbunden, in Aufnahmetaschen 30 aufgenommen und mechanisch in mindestens zwei Raumrichtungen gehalten werden. Die Aufnahmetaschen 30 sind dabei so angeordnet, dass eine möglichst großflächige Anlage der zu kühlenden elektronischen Bauteile 5 an den Aufnahmetaschen 30 erfolgen kann. Die Aufnahmetaschen 30 sind einstückiger Bestandteil einer Wandung 6 des Pumpenkopfs 7. Diese können somit die Wärme direkt an die zu fördernde Flüssigkeit im mediumdurchströmten Pumpenraum abgeben. Besonders günstig ist die Anlage zwischen der Wandung 6 bzw. den Aufnahmetaschen 30 und den zu kühlenden elektronischen Bauteilen 5, wenn die geometrischen Verhältnisse zwischen dem Saugstutzen 25 und einer Stirnseite der Wandung 6 so ausgenutzt werden, dass die zu kühlenden elektronischen Bauteile 5 großflächig anliegen können. Die Leiterplatte 29 ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet, damit sie über den Saugstutzen 25 in Richtung auf den mediumdurchströmten Pumpenraum 3 montiert werden kann. Um sowohl eine Vormontage der zu kühlenden elektronischen Bauteile 5 auf der Leiterplatte 29 als auch eine großflächige Anlage zwischen den zu kühlenden elektronischen Bauteilen 5 und der Wandung 6 des mediumdurchströmten Pumpenraums 3 zu gewährleisten ist die Leiterplatte 29 nach innen mit zahnartigen Erweiterungen 31 versehen, an denen die elektrische und/oder die mechanische Verbindung zwischen den zu kühlenden elektronischen Bauteilen 5 und der Leiterplatte 29 ausgeführt ist.

Fig. 3 zeigt eine räumliche Darstellung des Pumpenkopfs 7, mit dem Saugstutzen 25, dem Druckstutzen 26, und den Aufnahmetaschen 30, die Ausnehmungen 32 aufweisen, über welche die zahnartigen Erweiterungen 31 der Leiterplatte 29 montierbar sind. An die Ausnehmungen schließen Hinterschnitte 33 an, die ein radiales Festhalten der zu kühlenden elektronischen Bauteile 5 ermöglichen. Im Pumpenkopf 7 sind Durchgänge 28 für die Aufnahme der elektrischen Leiter 11 angeordnet.

Fig. 4a zeigt eine räumliche Darstellung des Pumpenkopfs 7, wobei die Leiterplatte 29, die zumindest einen wesentlichen Teil der Kommutierungsschaltung 4, insbesondere die zu kühlenden elektronischen Bauteilen 5 und die zahnartigen Erweiterungen 31 aufweist, in einem Vormontagezustand dargestellt ist. Die zahnartigen Erweiterungen 31 sind so bemessen, dass sie in die Ausnehmungen 32 der Aufnahmetaschen 30 einführbar sind.

Weiter sind die Durchgänge 28 zur Aufnahme der elektrischen Leiter dargestellt. Wie Fig. 4b verdeutlicht sind die Durchgänge 28 so angeordnet, dass sie keinen zusätzlichen Bauraum beanspruchen. Dies ist möglich, da der mediumdurchströmte Pumpenraum 3 durch eine Wandung 6 begrenzt ist, die teilweise einer annähernd vollständigen Spiralwindung 8 entspricht wobei die Spiralwindung 8 einen minimalen und einen maximalen Radius (R1, R2) aufweist, ein Radius R3 des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors 2 größer oder zumindest gleich dem größeren der beiden Radien R2 ist und die Durchgänge 28 am Pumpenkopf 7 innerhalb eines ungenutzten Bereichs 34 (schraffiert dargestellt) angeordnet sind, der durch einen Kreis mit dem Radius R2 einerseits und der Wandung 6 andererseits begrenzt ist. Die Durchführung der elektrischen Leiter benötigt daher keinen zusätzlichen Bauraum. Über Anschraubohren 27 sind die verschiedenen Teile der Pumpe miteinander durch bekannte Fügemittel verbindbar.

Fig. 5 zeigt den Pumpenkopf 7 von der Seite des mediumdurchströmten Pumpenraums 3 aus, mit der Wandung 6, die radial die Form einer Spiralwindung 8 und axial die Form eines Trichters aufweist, den Durchgängen 28, dem Saugstutzen 25 und dem Druckstutzen 26.

Fig. 6 zeigt den Pumpenkopf 7 entsprechend Fig. 5 mit einer montierten Dichtung 12 und den montierten elektrischen Leitern 11, der Wandung 6, mit der Spiralwindung 8, dem Saugstutzen 25 und dem Druckstutzen 26. Die elektrischen Leiter 11 sind im ungenutzten Bereich 34 außerhalb der Dichtung 12 angeordnet, die den mediumdurchströmten Pumpenraum 3 begrenzt.

Fig. 7 zeigt die Pumpe 1, mit dem elektronisch kommutierten Gleichstrommotor 2, einem Stator 24 mit einem Statorblechpaket 17, einer Statorwicklung 10 und einer Statorisolierung 16, dem mediumdurchströmten Pumpenraum 3, der Dichtung 12, einem Rotor 9, einem Pumpenrad 35, dem Saugstutzen 25, einer Abdeckung 15, den elektrischen Leitern 11, der Leiterplatte 29, dem Pumpenkopf 7, einem Motorgehäuse 36, einem Spaltrohr 37 mit Spaltrohrflansch 40, einer Sensorleiterplatte 22, einem Sensor 19 und einer Welle 38. Das Motorgehäuse 36 ist hierbei einteilig und topfförmig ausgebildet und weist einen Motorgehäuseflansch 42 zur Verbindung mit dem Spaltrohr 37 und dem Pumpenkopf 7 auf.

Eine Variante von Fig. 7 zeigt Fig. 8, darin ist das Motorgehäuse 36 in einen zylindrischen Teil 14 und einen Gehäusedeckel 41 geteilt, wobei der zylindrische Teil 14 des Motorgehäuses 36 und der Spalttopf 37 einstückig sind und den gemeinsamen Flansch 39 zur Befestigung mit dem Pumpenkopf 7 aufweisen. Auch die über den Saugstutzen 25 montierte Abdeckung 15 kann mit einem Abdeckungsflansch zur einfacheren Montage mit dem Pumpenkopf 7 versehen sein (hier nicht dargestellt).

Die Fig. 9a, 9b, 9c und 10 zeigen die Leiterplatte 29, die Sensorleiterplatte 22 mit Leiterbahnen 23, wobei die Leiterplatte 29 mit der Sensorleiterplatte 22 durch die elektrischen Leiter 11 elektrisch miteinander verbunden sind, Sensoren 19 in Form von Hallsensoren oder Temperaturfühler und die zu kühlenden elektronischen Bauteile 5 in Form von Leistungstransistoren. Die Leiterplatte 29 mit der darauf angeordneten Kommutierungsschaltung 4 und die Sensorleiterplatte 22 sind parallel angeordnet. Die Leiterplatte 29 und die Sensorleiterplatte 22 können je nach Einbauverhältnissen kreisringförmig oder teilkreisringförmig geformt sein. Die elektrischen Leiter 11 sind in den Fig. 9a, 9b, 9c und 10 durch Lötverbindungen mit den Leiterplatten 22, 29 verbunden.

In Fig. 10 ist die Lage der beiden miteinander verbundenen Leiterplatten 22, 29 am Pumpenkopf 7 mit dem Saugstutzen 25 und dem Druckstutzen 26 (durch Strichlinien angedeutet) gezeigt.

Fig. 11 zeigt die im Pumpenkopf 7 eingebaute Sensorleiterplatte 22 mit zusätzlichen Kontaktblechen 21 mit Klemmschneid-Konturen 43 zur Kontaktierung der Statorwicklung. Die Kontaktbleche 21 sind hier in die Sensorleiterplatte 22 gelötet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit ein gestanztes und umspritztes Leitblech als Leiterplatte zu verwenden, bei dem die Kontaktbleche dann bereits einstückig mit dem Leitblech sind.

In Fig. 12 ist die Darstellung von Fig. 11 um das Spaltrohr 37 ergänzt, welches mit Aufnahmen 18 versehen ist um die Sensoren 19 zumindest tangential in ihrer Lage zu halten. Das Spaltrohr 37 ist mit dem Spaltrohrflansch 40 einstückig, der am Pumpenkopfflansch 13 montiert ist.

Fig. 13 zeigt eine räumliche Darstellung der über die Anschraubohren 27 montierten Pumpe 1 mit der Abdeckkappe 15, dem Saugstutzen 25, dem Druckstutzen 26 und dem Motorgehäuse 36. Das Motorgehäuse 36 und die Abdeckkappe 15 sind so ausgebildet, dass sie nur eine schützende Funktion erfüllen. Alle tragenden Funktionen sind entweder am Pumpenkopf 7 oder am Spaltrohr angeordnet. Dadurch sind die Abdeckkappe 15 und das Motorgehäuse 36 wirtschaftlich herstellbar.

Versorgungsanschlüsse wie Steckeranschlüsse oder Kabeldurchführungen sind bevorzugt am Pumpenkopf 7 angeordnet, insbesondere im Bereich der Durchgänge für die elektrischen Leiter. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf elektronisch kommutierte Gleichstrommotoren beschränkt, sie umfasst alle Elektromotoren, die eine zu kühlende Elektronik benötigen.

Bezugszeichenliste

1

Pumpe

2

elektronisch kommutierter Gleichstrommotor

3

mediumdurchströmter Pumpenraum

4

Kommutierungsschaltung

5

zu kühlende elektronische Bauteile

6

Wandung

7

Pumpenkopf

8

Spiralwindung

9

Rotor

10

Statorwicklung

11

elektrische Leiter

12

Dichtung

13

Pumpenkopfflansch

14

zylindrischer Teil des Motorgehäuses

15

Abdeckung

16

Statorisolierung

17

Statorblechpaket

18

Aufnahmen

19

Sensoren

20

Isolierendscheibe

21

Kontaktbleche

22

Sensorleiterplatte

23

Leiterbahnen der Sensorleiterplatte

24

Stator

25

Saugstutzen

26

Druckstutzen

27

Anschraubohren

28

Durchgänge

29

Leiterplatte

30

Aufnahmetaschen

31

zahnartige Erweiterungen

32

Ausnehmungen

33

Hinterschnitte

34

ungenutzter Bereich

35

Pumpenrad

36

Motorgehäuse

37

Spaltrohr

38

Welle

39

gemeinsamer Flansch

40

Spaltrohrflansch

41

Gehäusedeckel

42

Motorgehäuseflansch

43

Klemmschneid-Konturen

Claims

1. Pumpe (1) mit einem Pumpenkopf (7), der einen mediumdurchströmten Pumpenraum (3), einen Saugstutzen (25) und einen Druckstutzen (26) aufweist, mit einem an den Pumpenkopf (7) anschließenden elektronisch kommutierten Gleichstrommotor (2) und mit einer Leiterplatte (29) mit zu kühlenden elektronischen Bauteilen (5) einer Kommmutierungsschaltung (4), die in wärmeleitendem Kontakt mit einer Wandung (6) des den mediumdurchströmten Pumpenraum (3) begrenzenden Pumpenkopfs (7) und/oder des Saug- oder Druckstutzens (25, 26) und in Aufnahmetaschen (30) der Wandung (6) angeordnet sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Bauteile (5) in zumindest zwei senkrecht aufeinander stehenden Raumrichtungen formschlüssig in den Aufnahmetaschen (30) gehalten werden.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bauteile (5) an dem größten Teil ihrer Oberfläche in Kontakt mit den Aufnahmetaschen (30) und/oder der Wandung (6) stehen.

4. Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Aufnahmetaschen (30) mit Ausnehmungen (32) versehen sind, die eine Montage der im wesentlichen ringförmigen, an ihrem inneren Rand zahnartige Erweiterungen (31) aufweisenden Leiterplatte (29), in und entlang der Ausnehmungen (32) erlauben.

5. Pumpe nach Anspruch 4, wobei die Bauteile (5) an den zahnartigen Erweiterungen (31) der Leiterplatte (29) angeordnet sind.

6. Pumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die Aufnahmetaschen (30) mit Hinterschnitten (33) ausgebildet sind, die sich an die Ausnehmungen (32) anschließen.

7. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kommutierungsschaltung (4) durch eine Abdeckung (15) nach außen hin geschützt ist.

8. Pumpe nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Pumpe (1) eine Kreiselpumpe ist, deren Pumpenraum (3) im wesentlichen spiralförmig ist und eine annähernd vollständige Spiralwindung (8) beschreibt, wobei diese einen minimalen und einen maximalen Radius (R1, R2) hat.

9. Pumpe nach Anspruch 8, wobei die elektronischen Bauteile (5) mit der Statorwicklung (10) des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors (2) derart über elektrische Leiter (11) elektrisch verbunden sind, dass diese Leiter (11) außerhalb einer den Pumpenraum (3) begrenzenden Dichtung (12) verlaufen.

10. Pumpe nach Anspruch 9, wobei die Bauteile (5) mit der Statorwicklung (10) des Gleichstrommotors (2) derart elektrisch verbunden sind, dass die elektrischen Leiter (11) innerhalb eines vom maximalen Radius R2 begrenzten Kreises und außerhalb des Pumpenraums (3) verlaufen.

11. Pumpe nach Anspruch 9 oder 10, wobei die elektrischen Leiter (11) zum Teil in Durchgängen (28) in einem Pumpenkopfflansch (13) verlaufen.

12. Pumpe nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei die Dichtung (12) im wesentlichen kreisförmig um den mediumdurchströmten Pumpenraum (3) verläuft.

13. Pumpe nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei die Dichtung (12) über den größten Teil ihres Umfangs entlang einer der Spiralkontur ähnlichen Kontur verläuft.

14. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Summe aus Durchmesser des Umkreises um die Spirale plus Zweimal die Wandstärke des mediumdurchströmten Pumpenraums (3) kleiner oder gleich dem Außendurchmesser (2*R3) des bürstenlosen Gleichstrommotors (2) ist.

15. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kommutierungsschaltung (4) Sensoren (19) enthält, die in Aufnahmen (18) eines Spaltrohrs (37) angeordnet sind.

16. Pumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Statorwicklung (10) durch eine Statorisolierung (16) von einem Statorblechpaket (17) isoliert ist und an der Statorisolierung (16) Taschen für die Sensoren (19) an einer Stirnseite des Statorblechpaketes (17) angeordnet sind.

17. Pumpe nach Anspruch 16, wobei die Taschen mit einer Isolierendscheibe (20) einstückig sind.

18. Pumpe nach den Ansprüchen 15, 16 oder 17, wobei die Sensoren (19) über Leitbleche mit der Kommutierungsschaltung (4) elektrisch verbunden sind.

19. Pumpe nach den Ansprüchen 16, 17 oder 18, wobei das Statorblechpaket (17) mit der Statorisolierung (16) umspritzt ist, wobei die Statorisolierung (16) die Konturen der Isolierendscheibe (20) enthält.

20. Pumpe nach den Ansprüchen 15, 16, 17, 18 oder 19, wobei die Sensoren (19) mit einer Sensorleiterplatte (22) elektrisch verbunden sind.

21. Pumpe nach Anspruch 20, wobei die Sensorleiterplatte (22) kraft- und/oder formschlüssig mit der Statorisolierung (16) verbunden ist.

22. Pumpe nach Anspruch 20, wobei die Sensorleiterplatte (22) kraft- und/oder formschlüssig mit einem Spaltrohrflansch (40) verbunden ist.

23. Pumpe nach den Ansprüchen 20, 21 oder 22, wobei die Sensorleiterplatte (22) mit der Kommutierungsschaltung (4) elektrisch verbunden und deren Leiterbahnen (23) Bestandteil der elektrischen Leiter (11) zwischen der Kommutierungsschaltung (4) und der Statorwicklung (10) bzw. den Sensoren (19) sind.