DE10151651A1

DE10151651A1 - Naßläuferpumpe

Info

Publication number: DE10151651A1
Application number: DE10151651A
Authority: DE
Inventors: Andreas Knoll
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2003-05-08

Abstract

Eine Naßläuferpumpe, die insbesondere zur Kühlmittelförderung in Kraftfahrzeug-Motoren geeignet ist, weist ein Pumpenrad (10) zum Fördern eines Fluids sowie einen über eine gemeinsame Welle (12, 14) mit dem Pumpenrad verbundenen Motorläufer (20) auf. Der Motorläufer (20) wird hierbei durch das zu fördernde Fluid gekühlt. Erfindungsgemäß ist der Motorläufer (20) zur Vermeidung von Korrosion mit einer korrosionshemmenden Schutzschicht (28) beschichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Naßläuferpumpe, d. h. eine Pumpen- Motor-Einheit, die beispielsweise aus einer Kreiselpumpe und einem elektrischen Gleichstrommotor besteht. Derartige Naßläuferpumpen sind insbesondere zur Kühlmittelförderung in Kraftfahrzeugmotoren geeignet.

Aus DE 195 45 561 ist eine Naßläuferpumpe mit einem Pumpenrad bekannt, das ein flüssiges oder gasförmiges Fluid durch einen Ansaugkanal ansaugt und in Richtung eines Abgabekanals fördert. Das Pumpenrad ist auf einer Welle befestigt. Auf derselben Welle ist ein Motorläufer eines Motors befestigt. Zur Kühlung des Motors und ggf. vorgesehener elektronischer Bauteile wird das Fluid verwendet, das den Motorläufer umströmt. Zur Förderung elektrisch leitfähiger Flüssigkeiten ist der Motorläufer mit einem Spalttopf umgeben. Das Ständerpaket des Motors mit den Wicklungen ist außerhalb des Spalttopfs, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht, angeordnet. Durch den Spalttopf, durch den zwischen dem Motorläufer und der Topfinnenseite ein Spalt ausgebildet ist, in dem Fluid strömen kann, ist ein Abdichten des Motorläufers gegenüber der Umgebung gewährleistet. Naßläuferpumpen, die zur Förderung von elektrisch nicht leitfähigen Flüssigkeiten, wie beispielsweise Benzin, eingesetzt werden, weisen i. A. keinen Spalttopf auf, da ein Abdichten gegenüber dem Ständerpaket und den Wicklungen nicht erforderlich ist.

Motorläufer, die im Allgemeinen aus mehreren Magneten und einem Rotorkörper, d. h. einem Trägerkörper für Magneten, bestehen, die durch ein Fluid gekühlt werden, müssen vor Korrosion geschützt werden. Dies ist insbesondere beim Fördern von Wasser oder Kühlmittel notwendig, da es sich hierbei um stark korrosive Medien handelt. Hierzu ist es bekannt, den auf der gemeinsamen Welle aufgepreßten Motorläufer mit einer Edelstahlhülse zu umgeben. Hierzu wird eine zylindrische Edelstahlhülse über den Magnetläufer geschoben und mit zwei Edelstahlkappen verschlossen. Die Edelstahlhülse und die Kappen sowie die Kappen und die Welle werden miteinander verschweißt. Hierdurch ist der Motorläufer abgedichtet. Diese Art des Abdichtens ist insbesondere bei Großserien äußerst aufwändig.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Naßläuferpumpen den Motorläufer auf einfache Weise vor Korrosion zu schützen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Naßläuferpumpe weist ein Pumpenrad zum Fördern eines Fluids sowie ein über eine gemeinsame Welle mit dem Pumpenrad verbundenen Motorläufer auf, wobei der Motorläufer durch das Fluid gekühlt wird. Bei dem Motorläufer handelt es sich um mehrere Magnete, die ggf. von einem Rotorkörper, d. h. einem Trägerkörper, getragen werden. Erfindungsgemäß ist der Motorläufer zur Vermeidung von Korrosion insbesondere der Magnete mit einem korrosionshemmenden Schutzmittel beschichtet. Wesentlich ist hierbei, dass die Magnete des Motorläufers mit einer Schutzschicht beschichtet sind, wobei der Motorläufer aus einem Magnetring bestehen kann, welcher gleichzeitig den Rückschluss bildet und somit keinen Rotorkörper aufweist. Sofern der Motorläufer einen Rotorkörper aufweist, ist dieser zusammen mit den Magneten beschichtet, um die Herstellung zu vereinfachen und um Grenzschichten zu verhindern, an denen Korrosion auftreten kann.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass der Motorläufer, d. h. insbesondere der Rotorkörper und die Magnete, vorzugsweise gemeinsam durch das erfindungsgemäße Schutzmittel gekapselt sind. Aufgrund der vorzugsweise vollständigen Ummantelung bzw. Einkapselung des Motorläufers entstehen keine Grenzschichten zwischen der Schutzmittelschicht und dem Motorläufer, an denen das Fluid eindringen kann. Somit ist der Motorläufer und insbesondere die Magnete vor Korrosion geschützt. Vorzugsweise wird eine Schutzschicht vorgesehen, die aus einem Material besteht, bei dem keine Diffusion des eingesetzten Fluids, insbesondere keine Diffusion des Wassers, auftritt, um auch durch Diffusion auftretende Korrosionen der Magnete zu vermeiden.

Durch das Vorsehen einer derartigen Schutzschicht ist die Korrosion des Motorläufers gehemmt oder vorzugsweise vollständig verhindert. Das Beschichten des Motorläufers, welches beispielsweise durch Lackieren, Sprühisolieren oder andere Beschichtungsverfahren erfolgen kann, ist erheblich einfacher als das Umhüllen des Motorläufers mit einer Metallhülse. Ferner ist ein Verschweißen der Metallhülse bzw. der Kappen mit der Welle nicht erforderlich. Da dieser insbesondere vom Handling in der Automatisierung schwierige Schritt entfällt, können Naßläuferpumpen auf Grund des erfindungsgemäßen Beschichtens des Motorläufers einfacher und damit kostengünstiger hergestellt werden.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Schutzschicht um eine den Motorläufer gegenüber dem Fluid insbesondere hermetisch abdichtende Schutzschicht. Durch eine geeignete Wahl der Schutzschicht kann somit eine Korrosion des Motorläufers nicht nur gehemmt, sondern vermieden werden. Die Beschichtung des Motorläufers kann insbesondere durch Korrosionsschutzlacke, Epoxy-tauchen oder getränkte Glasfasern erfolgen. Insbesondere ist die Schutzschicht zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit aus einem vorzugsweise metallischen Material bzw. weist entsprechende Bestandteil auf.

Das Pumpenrad weist vorzugsweise einen Wellenansatz auf. Der Wellenansatz bildet zumindest einen Teil der gemeinsamen Welle, mit der das Pumpenrad und der Motorläufer verbunden sind. Vorzugsweise ist das Pumpenrad und der Wellenansatz einstückig, insbesondere aus Kunststoff, ausgebildet. Um eine insbesondere den Motorläufer vollständig umgebende Schutzschicht beim Verbinden des Motorläufers mit der gemeinsamen Welle nicht zu beschädigen, ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Motorläufer formschlüssig mit der gemeinsamen Welle verbunden. In radialer Richtung kann somit zwischen der Innenseite des Motorläufers und der Außenfläche der Welle ein ausreichendes Spiel vorgesehen sein, um ein Beschädigen der Schutzschicht beim Aufschieben des Motorläufers auf die Welle zu vermeiden. Insbesondere wird das radiale Spiel durch die maximal zulässige Unwucht des Motorläufers begrenzt.

Ein beschädigen der Schutzschicht aufgrund der Unwucht kann auch dadurch vermieden werden, dass das Material des Wellenansatzes weicher ist als die Schutzschicht. Ebenso kann der Motorläufer mit dem Wellenansatz, der mit dem Pumpenrad verbunden ist, verbunden sein.

Vorzugsweise sind die Magnete zur zusätzlichen mechanischen Fixierung an dem Rotorkörper durch eine Bandagierung befestigt. Die Bandagierung wird vor dem Beschichten aufgebracht. Das Bandagieren hat ferner den Vorteil, dass der Motorläufer zusätzlich vor mechanischem Verschleiß geschützt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Naßläuferpumpe und
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Naßläuferpumpe.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Pumpengehäuse sowie die Ansaug- und Abgabekanäle der Pumpe zur Verdeutlichung der Erfindung nicht dargestellt. Die Gehäuse tragen den ebenfalls nicht dargestellten Stator des die Pumpe antreibenden Motors. Ferner kann die Pumpe als Naßläuferpumpe mit oder ohne Spalttopf ausgebildet sein, wobei das Vorsehen eines Spalttopfes von der zu fördernden Flüssigkeit abhängt.
Ein Pumpenrad 10, das beispielsweise aus Kunststoff hergestellt ist, wird in Fig. 1 beispielsweise von rechts angeströmt und fördert das Fluid beispielsweise senkrecht zur Anströmrichtung. Das Pumpenrad 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Wellenansatz 12 verbunden. Hierbei ist das Pumpenrad und der Wellenansatz 12 einstückig, vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere durch Spritzgießen, hergestellt. Der Wellenansatz 10 ist fest mit einem Wellenkern 14 verbunden. Der Wellenkern 14 ist mit dem Wellenansatz 12 vorzugsweise durch Einpressen fest verbunden. Der Wellenkern 14 kann beispielsweise aus Metall oder einem anderen geeigneten harten Material hergestellt sein, so dass im Bereich der Enden des Wellenkerns 14 Lagerflächen 16,18 vorgesehen sein können. Über die Lageflächen 16,18 ist der Wellenkern 14 und somit das Pumpenrad 10 zusammen mit dem Wellenansatz 12, beispielsweise über Gleitlager, in dem Pumpengehäuse gelagert.
Mit der gemeinsamen Welle, die im dargestellten Ausführungsbeispiel den Wellenansatz 12 sowie den Wellenkern 14 umfaßt, ist ferner ein Motorläufer 20 verbunden. Der Motorläufer 20 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Rotorkörper 22 auf, der als Träger von Magneten 24 dient. Bei dem Rotorkörper handelt es sich beispielsweise um ein kreisringförmiges Element, an dessen äußerer Mantelfläche die Magnete 24, vorzugsweise durch Kleben, befestigt sind.
Zur Verbindung des Motorläufers 20 mit dem Wellenansatz 12 sind mit dem Wellenansatz 12 in Längsrichtung verlaufende Mitnehmer 26 verbunden. Die Mitnehmer 26 sind vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff und mit dem Wellenansatz 12 einstückig, so dass das Pumpenrad 10 zusammen mit dem Wellenansatz 12 und den Mitnehmern 26 einstückig ist und vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt wird. Die Mitnehmer 26 greifen in Nuten ein, die an der Innenseite des Rotorkörpers 22 vorgesehen sind.
Der Motorläufer 20 ist von dem Stator, der in einem Gehäuse gehalten ist, umgeben.
Der Motorläufer 20 ist erfindungsgemäß von einer Schutzschicht 28 umgeben. Die Schutzschicht 28 wird durch Lackieren, Sprühen oder andere Beschichtungsverfahren auf den Motorläufer aufgebracht. Es ist besonders bevorzugt, dass die Schutzschicht 28 den gesamten Motorläufer 20 umgibt. Hierzu wird der Motorläufer 20 vor der Montage auf den Wellenansatz 12 beschichtet. Anschließend wird der Motorläufer 20 auf den Wellenansatz 12 aufgesteckt und in axialer Richtung fixiert.
Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung sind dieselben Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Der wesentliche Unterschied der zweiten Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, dass der Wellenansatz 12 allein die gemeinsame Welle bildet. Zur Lagerung weist der Wellenansatz 12 eine insbesondere durchgehende Bohrung 30 auf. In der Bohrung 30 ist eine starre bzw. feststehende Achse 32 vorgesehen. Die Achse 32 ist fest mit dem Gehäuse der Naßläuferpumpe verbunden. Zur Lagerung des Wellenansatzes 12 sind in der Bohrung 30 ferner Gleitlager 34 oder andere Lager vorgesehen.

Claims

1. Naßläuferpumpe, insbesondere zur Kühlmittelförderung in Kraftfahrzeug-Motoren, mit
einem Pumpenrad (10) zum Fördern eines Fluids und
einem über eine gemeinsame Welle (12, 14) mit dem Pumpenrad (10) verbundenen Motorläufer (20), wobei der Motorläufer (20) durch das Fluid gekühlt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Motorläufer (20) mit einer korrosionshemmenden Schutzschicht (28) beschichtet ist.

2. Naßläuferpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (28) den Motorläufer (20) gegenüber dem Fluid abdichtet.

3. Naßläuferpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (28) magnetisierbar, insbesondere metallisch, ist.

4. Naßläuferpumpe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorläufer (20) vollständig von der Schutzschicht (28) umhüllt ist.

5. Naßläuferpumpe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorläufer (20) mehrere Magnete (24) und einen die Magnete (24) tragenden Rotorkörper (22) aufweist.

6. Naßläuferpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (24) mit dem Rotorkörper (22) vorzugsweise durch Kleben fest verbunden sind.

7. Naßläuferpumpe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad (10) einen zumindest einen Teil der gemeinsamen Welle (12, 14) bildenden Wellenansatz (12) aufweist.

8. Naßläuferpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad (10) und der Wellenansatz (12) einstückig, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind.

9. Naßläuferpumpe nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorläufer (20) formschlüssig mit der gemeinsamen Welle (12, 14) bzw. dem Wellenansatz (12) verbunden ist.

10. Naßläuferpumpe nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenansatz (12) zur Aufnahme eines Wellenkerns (14) eine sich in Längsrichtung des Wellenansatzes (12) erstreckende Bohrung aufweist.

11. Naßläuferpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenkern (14) zur festen Verbindung mit dem Wellenansatz (12) in die Bohrung eingepreßt ist.

12. Naßläuferpumpe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad (10) mittels des Wellenkerns (14) gelagert ist.

13. Naßläuferpumpe nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenansatz (12) die gemeinsame Welle bildet und eine Bohrung (30) zur Aufnahme einer starren Achse (32) aufweist.

14. Naßläuferpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Achse (32) und der Bohrung (30) Lagerkörper (34) vorgesehen sind.