DE10151651A1

DE10151651A1 - Wet rotor pump, especially for transporting coolant in vehicle engines, has motor with rotor connected to pump wheel via common shaft, cooled by fluid and coated with corrosion inhibitor

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

The wet rotor pump has a pump wheel (10) for transporting a fluid and a motor with a rotor (20) connected to the pump wheel via a common shaft (12,14). The motor's rotor is cooled by the fluid and is coated with a corrosion inhibitor. The protective coating (28) seals the motor's rotor against with respect to the fluid.

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. The invention relates to a wet rotor pump, i. H. a pump Motor unit, which for example consists of a centrifugal pump and there is an electric DC motor. such Wet rotor pumps are particularly suitable for pumping coolants in Motor vehicle engines suitable.

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. From DE 195 45 561 is a wet rotor pump with a pump wheel known that a liquid or gaseous fluid through a Intake channel sucks and promotes in the direction of a discharge channel. The impeller is attached to a shaft. On the same Shaft is attached to a motor rotor of a motor. For cooling of the motor and any electronic components provided uses the fluid that flows around the motor rotor. to The promotion of electrically conductive liquids is the Motor rotor surrounded with a can. The stand package of the Motor with the windings is outside the containment shell, the preferably consists of plastic, arranged. By the Can, through which between the motor rotor and the A gap is formed inside the pot in which fluid flows is a sealing of the motor rotor from the environment guaranteed. Wet rotor pumps used to promote electrically non-conductive liquids, such as Petrol, used, i. A. no containment can, since sealing against the stator core and the windings is not required.

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. Motor rotors, which generally consist of several magnets and one Rotor body, d. H. a support body for magnets, which are cooled by a fluid must be protected against corrosion to be protected. This is especially true when pumping water or coolant as this is strong corrosive media. For this purpose, it is known that the common shaft pressed motor rotor with a Surround stainless steel sleeve. For this, a cylindrical Stainless steel sleeve pushed over the magnetic rotor and with two Stainless steel caps closed. The stainless steel sleeve and the caps as well as the caps and the shaft are welded together. This seals the motor rotor. This kind of Sealing is extremely complex, especially for large series.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Naßläuferpumpen den Motorläufer auf einfache Weise vor Korrosion zu schützen. The object of the invention is to provide the wet rotor pumps Protect motor rotor from corrosion in a simple way.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. According to the invention, the object is achieved by Features of claim 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. The wet rotor pump according to the invention has a pump wheel for Conveying a fluid as well as using a common shaft connected to the impeller motor rotor, the Motor rotor is cooled by the fluid. With the motor runner there are several magnets, possibly from one Rotor body, d. H. a carrier body. According to the invention, the motor rotor is to avoid Corrosion especially of the magnets with a anti-corrosion protective agent coated. Is essential here that the magnets of the motor rotor with a Protective layer are coated, the motor rotor from one Magnet ring can exist, which is also the conclusion forms and thus has no rotor body. If the Motor rotor has a rotor body, this is together with coated the magnet to simplify manufacturing and to prevent boundary layers from corrosion can occur.

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. An essential aspect of the invention is that the Motor rotor, d. H. especially the rotor body and the magnets, preferably together by the protective agent according to the invention are encapsulated. Because of the preferably complete The motor rotor is not encased or encapsulated Boundary layers between the protective agent layer and the Motor rotors where the fluid can penetrate. Thus the Motor rotor and especially the magnets from corrosion protected. A protective layer is preferably provided consists of a material in which no diffusion of the used fluids, especially no diffusion of water, occurs in order to avoid corrosion caused by diffusion Avoid magnets.

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. By providing such a protective layer Corrosion of the motor rotor inhibited or preferably completely prevented. Coating the motor rotor, which, for example, by painting, spray insulation or other coating processes can be done is significant easier than wrapping the motor rotor with a Metal sleeve. Furthermore, welding of the metal sleeve or the caps with the shaft are not required. Because of this especially difficult from handling in automation Step is eliminated, wet rotor pumps can due to the coating the motor rotor according to the invention easier and so that they can be manufactured more cost-effectively.

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. The protective layer is preferably a Motor rotor especially hermetic to the fluid sealing protective layer. By a suitable choice of The protective layer can therefore not corrode the motor rotor only inhibited, but avoided. The coating of the Motor runner can be damaged by corrosion protection paints, Epoxy dipping or soaked glass fibers are done. In particular is the protective layer to increase wear resistance made of a preferably metallic material or has corresponding component.

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. The pump wheel preferably has a shaft shoulder. The Wave approach forms at least part of the common wave, with which the impeller and the motor rotor are connected. The pump wheel and the shaft extension are preferably in one piece, especially made of plastic. To be a particular one protective layer completely surrounding the motor rotor Do not connect the motor rotor to the common shaft damage is particularly preferred Embodiment of the motor rotor form-fitting with the common shaft connected. So in the radial direction between the inside of the motor rotor and the outside surface The shaft should be provided with sufficient play to allow a Damage to the protective layer when sliding on the motor rotor to avoid the wave. In particular, the radial game limited by the maximum permissible imbalance of the motor rotor.

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. Damage to the protective layer due to the imbalance can occur can also be avoided in that the material of the Shaft approach is softer than the protective layer. Likewise can the motor rotor with the shaft shoulder, the one with the pump wheel connected, connected.

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. The magnets are preferably used for additional mechanical Fixation attached to the rotor body by a bandage. The bandaging is applied before coating. The Bandaging also has the advantage that the motor rotor is also protected against mechanical wear.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: In the following, the invention is more preferred based on Embodiments with reference to the accompanying Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Naßläuferpumpe und Fig. 1 is a schematic side view of a first embodiment of the wet rotor pump according to the invention and

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Naßläuferpumpe. Fig. 2 is a schematic side view of a second preferred embodiment of the wet rotor pump according to the invention.

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. In the illustrated embodiments, the Pump housing and the suction and discharge channels of the pump Clarification of the invention not shown. The housing carry the stator, also not shown, of the pump driving motor. Furthermore, the pump can be used as a wet rotor pump be designed with or without a can, the provision of a containment shell depends on the liquid to be pumped.

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. A pump impeller 10 , which is made of plastic, for example, is flowed against from the right in FIG. 1 and conveys the fluid, for example, perpendicular to the direction of flow. In the exemplary embodiment shown, the pump wheel 10 is connected to a shaft extension 12 . Here, the pump wheel and the shaft extension 12 are made in one piece, preferably from plastic, in particular by injection molding. The shaft extension 10 is firmly connected to a shaft core 14 . The shaft core 14 is fixedly connected to the shaft extension 12, preferably by pressing. The shaft core 14 can be made of metal or another suitable hard material, for example, so that bearing surfaces 16 , 18 can be provided in the region of the ends of the shaft core 14 . Via the bearing surfaces 16 , 18 , the shaft core 14 and thus the pump wheel 10 together with the shaft extension 12 , for example via plain bearings, are mounted in the pump housing.

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. A motor rotor 20 is also connected to the common shaft, which in the exemplary embodiment shown comprises the shaft extension 12 and the shaft core 14 . In the exemplary embodiment shown, the motor rotor 20 has a rotor body 22 which serves as a carrier for magnets 24 . The rotor body is, for example, an annular element, on the outer lateral surface of which the magnets 24 are attached, preferably by gluing.

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. To connect the motor rotor 20 to the shaft extension 12 , drivers 26 extending in the longitudinal direction are connected to the shaft extension 12 . The drivers 26 are preferably also made of plastic and are in one piece with the shaft extension 12 , so that the pump wheel 10 is integral with the shaft extension 12 and the carriers 26 and is preferably produced by injection molding. The drivers 26 engage in grooves which are provided on the inside of the rotor body 22 .

Der Motorläufer 20 ist von dem Stator, der in einem Gehäuse gehalten ist, umgeben. The motor rotor 20 is surrounded by the stator, which is held in a housing.

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. According to the invention, the motor rotor 20 is surrounded by a protective layer 28 . The protective layer 28 is applied to the motor rotor by painting, spraying or other coating methods. It is particularly preferred that the protective layer 28 surrounds the entire motor rotor 20 . For this purpose, the motor rotor 20 is coated on the shaft extension 12 before assembly. The motor rotor 20 is then slipped onto the shaft extension 12 and fixed in the axial direction.

Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung sind dieselben Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. In the second embodiment of the invention shown in FIG. 2, the same components are designated with the same reference numerals.

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. The main difference between the second embodiment and the first embodiment is that the shaft extension 12 alone forms the common shaft. For mounting, the shaft extension 12 has a bore 30, in particular a continuous bore. A rigid or fixed shaft 32 is provided in the bore 30 . The axis 32 is fixed to the housing of the wet rotor pump. Slide bearings 34 or other bearings are also provided in the bore 30 for mounting the shaft extension 12 .

Claims

1. wet rotor pump, in particular for coolant delivery in motor vehicle engines, with
a pump wheel ( 10 ) for conveying a fluid and
a motor rotor ( 20 ) connected to the pump wheel ( 10 ) via a common shaft ( 12 , 14 ), the motor rotor ( 20 ) being cooled by the fluid,
characterized in that
the motor rotor ( 20 ) is coated with a corrosion-inhibiting protective layer ( 28 ).

2. Wet rotor pump according to claim 1, characterized in that the protective layer ( 28 ) seals the motor rotor ( 20 ) against the fluid.

3. Wet rotor pump according to claim 1 or 2, characterized in that the protective layer ( 28 ) is magnetizable, in particular metallic.

4. Wet rotor pump according to one of claims 1-3, characterized in that the motor rotor ( 20 ) is completely covered by the protective layer ( 28 ).

5. Wet rotor pump according to one of claims 1-4, characterized in that the motor rotor ( 20 ) has a plurality of magnets ( 24 ) and a rotor body ( 22 ) carrying the magnets ( 24 ).

6. Wet rotor pump according to claim 5, characterized in that the magnets ( 24 ) with the rotor body ( 22 ) are preferably firmly connected by gluing.

7. Wet rotor pump according to one of claims 1-6, characterized in that the pump wheel ( 10 ) has an at least part of the common shaft ( 12 , 14 ) forming the shaft extension ( 12 ).

8. Wet rotor pump according to claim 7, characterized in that the pump wheel ( 10 ) and the shaft extension ( 12 ) are made in one piece, preferably from plastic.

9. wet rotor pump according to one of claims 1-8, characterized in that the motor rotor ( 20 ) is positively connected to the common shaft ( 12 , 14 ) or the shaft extension ( 12 ).

10. Wet rotor pump according to one of claims 7-9, characterized in that the shaft extension ( 12 ) for receiving a shaft core ( 14 ) has a bore extending in the longitudinal direction of the shaft extension ( 12 ).

11. Wet rotor pump according to claim 10, characterized in that the shaft core ( 14 ) for the fixed connection with the shaft extension ( 12 ) is pressed into the bore.

12. wet rotor pump according to claim 10 or 11, characterized in that the pump wheel ( 10 ) by means of the shaft core ( 14 ) is mounted.

13. Wet rotor pump according to one of claims 7-9, characterized in that the shaft extension ( 12 ) forms the common shaft and has a bore ( 30 ) for receiving a rigid axis ( 32 ).

14. wet rotor pump according to claim 13, characterized in that between the axis ( 32 ) and the bore ( 30 ) bearing body ( 34 ) are provided.