DE102006026680A1 - Elektromotor und Umwälzpumpe - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, welcher elektronisch kommutiert ist, umfassend einen Stator, einen magnetfelderzeugenden Rotor und einen Positionsgeber mit mindestens einem Sensor.
- Die Erfindung betrifft ferner eine Umwälzpumpe.
- Elektronisch kommutierte Elektromotoren weisen einen Positionsgeber auf, über welchen der Rotor positionierbar ist. Dazu muss zunächst über mindestens einen Sensor die Rotorposition erfasst werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher auf einfache Weise herstellbar ist.
- Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Elektromotor erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem mindestens einen Sensor eine Flussleiteinrichtung zugeordnet ist, über welche ein Rotorsignal zu dem mindestens einen Sensor übertragbar ist.
- Durch das Vorsehen eines Flussleiteinrichtung lässt sich der Sensor grundsätzlich an einer beliebigen Position anordnen. Die Flussleiteinrichtung sorgt dafür, dass eine genügend hohe Signalhöhe bereitgestellt ist. Dadurch lässt sich der Sensor insbesondere an einer für die Herstellung des Elektromotors optimierten Position positionieren.
- Beispielsweise wird der Sensor an einer Hauptplatine einer Motorschaltung positioniert oder an einer Zusatzplatine in der Nähe der Hauptplatine. Dadurch kann der Sensor auch auf einfache Weise mit elektrischer Energie versorgt werden und die Signalabführung lässt sich auf einfache Weise realisieren.
- Günstig ist es, wenn die Flussleiteinrichtung in Signalwirkverbindung mit dem mindestens einen Sensor und dem Rotor steht. Dadurch wird dem Sensor ein genügend starkes Rotorsignal bereitgestellt, auch wenn der Sensor entfernt vom Rotor angeordnet ist.
- Insbesondere ist die Flussleiteinrichtung aus einem paramagnetischen Material wie beispielsweise Weicheisen hergestellt. Dadurch lässt sich der Magnetfluss übertragen.
- Bei einer fertigungstechnisch vorteilhaften Ausführungsform ist die Flussleiteinrichtung als Plättchen ausgebildet. Eine solche Flussleiteinrichtung lässt sich auf einfache Weise positionieren. Beispielsweise wird die Flussleiteinrichtung in einer Ausnehmung positioniert, um diese zu fixieren.
- Bei einer Ausführungsform weist die Flussleiteinrichtung eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite auf, zwischen welchen sich die Flussleitung erstreckt, wobei die Dicke der Flussleiteinrichtung zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite kleiner ist als eine Breite und Länge der Flussleiteinrichtung. Entsprechend lässt sich die Flussleiteinrichtung als dünnes Plättchen herstellen, welches sich auf einfache Weise positionieren lässt.
- Günstig ist es, wenn die erste Seite und/oder die zweite Seite im Wesentlichen eben sind und parallel zueinander sind. Eine entsprechende Flussleiteinrichtung lässt sich mit geringen Dickenabmessungen herstellen und auf einfache Weise positionieren.
- Günstig ist es, wenn die Flussleiteinrichtung einen Signalaufnahmekopfbereich und einen Leitbereich aufweist. Der Signalaufnahmekopfbereich dient dazu, das Rotorsignal aufzunehmen, das heißt magnetischen Fluss aufzunehmen. Der Leitbereich dient dazu, das aufgenommene Signal dem Sensor zuzuleiten.
- Günstigerweise ist der Signalaufnahmekopfbereich gegenüber dem Leitbereich verbreitert, um für eine optimierte Signaleinkopplung zu sorgen.
- Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Signalaufnahmekopfbereich in seiner Form an eine Trennfläche zwischen dem Rotor und dem Stator angepasst ist. Dadurch lässt sich eine optimierte Signaleinkopplung erhalten, wobei die Flussleiteinrichtung auf einfache Weise positionierbar ist.
- Günstig ist es, wenn der mindestens eine Sensor entfernt zu einer Trennfläche zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet ist. Er lässt sich dann an einer geeigneten Stelle positionieren, wobei diese Stelle so gewählt wird, dass die Herstellung vereinfacht ist und beispielsweise Zuleitungen und Ableitungen von dem Sensor mit geringem Aufwand herstellbar sind.
- Günstig ist es, wenn der mindestens eine Sensor unterhalb der Trennfläche zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet ist. Dadurch ist die Herstellung des Elektromotors vereinfacht.
- Insbesondere ist der mindestens eine Sensor in einem Bereich unterhalb oder oberhalb des Rotors angeordnet. Dadurch ist die Herstellung vereinfacht, da der Sensor nicht mehr unmittelbar am Rotor angeordnet sein muss.
- Bei einer Ausführungsform ist der mindestens eine Sensor an einem Träger angeordnet, an welchem Hauptkomponenten einer Motorschaltung angeordnet sind. Dadurch kann dem Sensor auf einfache Weise elektrische Energie bereitgestellt werden und Sensorsignale lassen sich auf einfache Weise ableiten und beispielsweise einer Auswerteschaltung des Positionsgebers zuführen. Der Sensor lässt sich mit der Herstellung des Trägers integral beispielsweise durch Bestückung positionieren.
- Es ist dann günstig, wenn der Träger in einer zweiten Kammer eines Gehäuses angeordnet ist, welche getrennt von einer ersten Kammer des Gehäuses ist, in welcher der Stator und der Rotor angeordnet sind.
- Bei einer alternativen Ausführungsform ist der mindestens eine Sensor an einem Zusatzträger angeordnet, welcher getrennt von einem Träger ist, an welchem Hauptkomponenten einer Motorschaltung angeordnet sind. Dieser Zusatzträger wird an einer für die Herstellung optimierten Stelle positioniert.
- Günstig ist es, wenn der Rotor dem Stator zugewandt sphärisch ausgebildet ist. Der entsprechende Elektromotor lässt sich mit hohem Wirkungsgrad betreiben.
- Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Rotor sphärisch gelagert ist. Bei einer sphärischen Lagerung lässt sich der Verschleiß minimieren. Ferner ist die Geräuschentwicklung minimiert.
- Günstig ist es, wenn dem Stator eine dem Rotor zugewandte Trennfläche zugeordnet ist, welche sphärisch ausgebildet ist. Der entsprechende Elektromotor lässt sich mit hohem Wirkungsgrad betreiben.
- Es ist dann günstig, wenn die dem mindestens einen Sensor zugeordnete Flussleiteinrichtung eine sphärische oder zylindrische Stirnseite aufweist, welche dem Rotor zugewandt ist. Dadurch lässt sich die Flussleiteinrichtung auf optimierte Weise positionieren. Bei einer sphärischen Ausbildung des Stators, mindestens segmentweise dem Rotor zugewandt, lässt sich die Stirnseite zylindrisch ausbilden, wenn die Flussleiteinrichtung entsprechend dünn ist.
- Bei einem Ausführungsbeispiel ist dem Stator mindestens ein Polschuh zugeordnet, welche dem Rotor zugewandt ist. Der Polschuh dient zur Bereitstellung einer Rückschlusseinrichtung.
- Es ist dann günstig, wenn eine Mehrzahl von Polschuhen an einem Aufsatz angeordnet sind, welcher an dem Stator sitzt. Über den Aufsatz lassen sich die Polschuhe auf einfache Weise positionieren.
- Es ist ferner günstig, wenn der Aufsatz beabstandete Zwischenstege aufweist, an welchem die Polschuhe angeordnet sind. Über die Zwischenstege lassen sich die Polschuhe positionieren und fixieren und gegeneinander geometrisch trennen.
- Die Flussleiteinrichtung lässt sich auf einfache Weise mindestens teilweise an einem Zwischensteg anordnen. Beispielsweise weist ein Zwischensteg eine Ausnehmung beispielsweise in Schlitzform auf, in welcher mindestens teilweise die Flussleiteinrichtung sitzt.
- Es ist günstig, wenn der Rotor über einen oder mehrere Permanentmagneten magnetfelderzeugend ist. Dadurch lässt sich ein Elektromotor mit hohem Wirkungsgrad bereitstellen.
- Günstig ist es, wenn Spulen des Stators unterhalb des Rotors angeordnet sind. Dadurch lässt sich ein Elektromotor mit kompakten Querabmessungen bereitstellen.
- Ein erfindungsgemäßer Elektromotor lässt sich auf vorteilhafte Weise in einer Umwälzpumpe einsetzen. Insbesondere ist dabei ein Schaufelrad der Umwälzpumpe drehfest mit dem Rotor des Elektromotors verbunden.
- Bei einer Ausführungsform umfasst die Umwälzpumpe einen Elektromotor mit einem Stator, einem Rotor und einer Motorschaltung, und ein Gehäuse, in welchem der Elektromotor angeordnet ist. Das Gehäuse weist eine erste Kammer auf, in welcher der Stator und der Rotor angeordnet sind, und weist eine von der ersten Kammer getrennte zweite Kammer auf, an welcher mindestens ein Träger positioniert ist, an welchem mindestens ein Teil der Motorschaltung angeordnet ist. Die erste Kammer und die zweite Kammer sind über mindestens eine Verbindungsöffnung verbunden, über welche mindestens ein elektrisches Element der Motorschaltung, welches an dem mindestens einen Träger angeordnet ist, in thermischem Kontakt mit dem Stator in der ersten Kammer steht.
- Der Stator lässt sich über Förderflüssigkeit der Umwälzpumpe (wie beispielsweise Wasser) kühlen. Beispielsweise weist die Förderflüssigkeit eine Höchsttemperatur auf, welche im Bereich zwischen 95°C und 110°C liegt. Der Stator kann Temperaturen entwickeln, welche im Bereich bei ca. 130°C liegen. Es lässt sich dadurch eine effektive Kühlung erreichen.
- Wenn ein oder mehrere elektrische Elemente der Motorschaltung über die Verbindungsöffnung in thermischem Kontakt mit dem Stator stehen, dann lassen sich diese über die Förderflüssigkeit kühlen, das heißt es ist eine Mediumkühlung bereitgestellt. Dadurch lässt sich effektiv Wärme abführen. Beispielsweise werden elektronische Leistungsbauelemente der Motorschaltung entsprechend gekühlt.
- Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, in der zweiten Kammer (welche einen "Schaltschrank" für den Elektromotor bildet) einen Träger zu positionieren, an dem sowohl Niedertemperaturschaltungselemente als auch Hochtemperaturschaltungselemente positionierbar sind. Die Niedertemperaturschaltungselemente weisen eine geringere Wärmeentwicklung als die Hochtemperaturschaltungselemente auf. Die Niedertemperaturschaltungselemente lassen sich über Luftkühlung kühlen. Die Hochtemperaturschaltungselemente lassen sich über die Fördertlüssigkeit aufgrund der thermischen Verbindung mit dem Stator kühlen.
- Insbesondere ist der Stator in der ersten Kammer über Förderflüssigkeit kühlbar. Damit ist dann auch das mindestens eine elektrische Element der Motorschaltung, welches über die Verbindungsöffnung mit dem Stator in thermischen Kontakt steht, über Förderflüssigkeit kühlbar.
- Es ist ferner vorgesehen, dass die zweite Kammer luftkühlbar ist.
- Günstig ist es, wenn der mindestens eine Träger einen Niedertemperaturbereich und einen Hochtemperaturbereich aufweist, wobei der Niedertemperaturbereich luftgekühlt ist und der Hochtemperaturbereich über Förderflüssigkeit gekühlt ist. Dadurch lassen sich an demselben Träger sowohl Niedertemperaturschaltungselemente anordnen, für die eine Luftkühlung ausreicht, als auch Hochtemperaturschaltungselemente, die über Förderflüssigkeit gekühlt sind. Die entsprechende Umwälzpumpe lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise herstellen. Insbesondere lassen sich kostengünstige Niedertemperaturschaltungselemente einsetzen.
- Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn elektrische Elemente des Niedertemperaturbereichs an einer Seite des mindestens einen Trägers angeordnet sind, welche der ersten Kammer abgewandt sind. Dadurch ist für eine effektive thermische Entkopplung gesorgt, wobei der Träger zwischen der ersten Kammer und den elektrischen Elementen liegt.
- Es ist dann auch günstig, wenn elektrische Elemente des Hochtemperaturbereichs an einer Seite des mindestens einen Trägers angeordnet sind, welche der ersten Kammer zugewandt ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein thermischer Kontakt mit dem Stator, welcher in der ersten Kammer sitzt, erreichen.
- Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer ein Zwischenraum zur Bildung eines Luftspalts liegt. Über diesen Zwischenraum ist eine Luftspalttrennung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer bereitgestellt. Dadurch lassen sich die erste Kammer und die zweite Kammer thermisch entkoppeln.
- Günstig ist es, wenn der Zwischenraum zum Außenraum hin offen ist. Dadurch kann Luft durch den Zwischenraum strömen, um für eine Luftkühlung zu sorgen. Ferner wird durch die Luft im Zwischenraum für eine thermische Entkopplung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer gesorgt.
- Günstigerweise ist die mindestens eine Verbindungsöffnung gegenüber dem Zwischenraum geschlossen, so dass sie gegenüber dem Außenraum geschlossen ist.
- Günstig ist es, wenn der Zwischenraum einen Luftspalt umfasst. Über den Luftspalt sind die erste Kammer und die zweite Kammer thermisch entkoppelt. Dadurch ist es beispielsweise möglich, elektrische Elemente, welche an dem Träger in der ersten Kammer angeordnet sind, über Luftkühlung zu kühlen, wenn sie nur eine geringe Wärmeentwicklung aufweisen.
- Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Niedertemperaturbereich des mindestens einen Trägers (direkt) unterhalb des Luftspalts liegt. Dadurch ist für eine effektive thermische Entkopplung zwischen elektrischen Elementen des Niedertemperaturbereichs und der ersten Kammer gesorgt.
- Bei einer Ausführungsform liegt die zweite Kammer unterhalb der ersten Kammer. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine thermische Kontaktierung zwischen dem mindestens einen Element der Rotorschaltung und dem Stator erreichen.
- Günstig ist es, wenn die erste Kammer zur zweiten Kammer hin eine Stirnwand aufweist. Diese Stirnwand schließt die erste Kammer ab.
- Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn die zweite Kammer zur ersten Kammer hin eine Stirnwand aufweist, welche beabstandet zur Stirnwand der ersten Kammer ist. Über die beabstandeten Stirnwände lässt sich ein Zwischenraum zwischen den beiden Kammern herstellen, welcher zur Luftspalttrennung dient.
- Bei einer Ausführungsform weist die Stirnwand der ersten Kammer an einer Innenseite eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Kontaktplatine des Stators auf. Die Innenseite der Stirnwand der ersten Kammer dient insbesondere zur Positionierung des Stators in der ersten Kammer. In der Ausnehmung lässt sich eine Kontaktplatine positionieren, über welche Spulen des Stators elektrisch mit der Motorschaltung verbunden sind.
- Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse einstückig ausgebildet ist. Es ist insbesondere aus Kunststoff beispielsweise über Spritzgießen hergestellt. Dadurch sind die Zusammenbauschritte bei der Herstellung der Umwälzpumpe gering gehalten.
- Günstig ist es, wenn in der ersten Kammer Positionierelemente für den Stator angeordnet sind. Über die Positionierelemente lässt sich bei der Herstellung der Umwälzpumpe der Stator in der ersten Kammer positionieren und insbesondere zentrieren. Dadurch ist die Herstellung vereinfacht.
- Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umwälzpumpe; -
2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 gemäß1 ; -
3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 gemäß2 ; -
4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 gemäß3 ; -
5 eine perspektivische Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stators; -
6 eine Draufsicht auf den (Teil-)Stator gemäß5 in der Richtung A (von oben); -
7 eine Draufsicht auf den (Teil-)Stator gemäß5 in der Richtung B (von unten); -
8 eine Schnittansicht durch den (Teil-)Stator gemäß5 ; -
9 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Spulenmoduls; und -
10 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Aufsatzes. - Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umwälzpumpe, welches in den
1 bis3 gezeigt und dort mit10 bezeichnet ist, umfasst ein Gehäuse12 . In dem Gehäuse12 ist ein Elektromotor14 mit einer elektrischen Motorschaltung16 angeordnet. - Das Gehäuse
12 weist eine erste Kammer18 und eine von der ersten Kammer18 getrennte zweite Kammer20 auf. Die erste Kammer18 hat einen im Wesentlichen zylindrischen Innenraum22 . Die zweite Kammer20 hat ebenfalls einen im Wesentlichen zylindrischen Innenraum24 . - In der ersten Kammer
18 ist ein Stator26 und ein Rotor28 des Elektromotors14 angeordnet. - In der zweiten Kammer
20 ist ein Träger30 angeordnet, bei welchem es sich insbesondere um eine Trägerplatine handelt, an welcher die Motorschaltung16 oder zumindest Hauptkomponenten der Motorschaltung16 sitzen. Die zweite Kammer20 dient als "Schaltschrank" für den Elektromotor14 . - Die zweite Kammer
20 weist zu der ersten Kammer18 hin eine Stirnwand32 auf. An der Stirnwand32 sitzt in den Innenraum24 weisend ein Stiftelement34 . Dieses Stiftelement34 ist insbesondere koaxial zu einer Mittelachse36 des Gehäuses12 angeordnet. Vorzugsweise weisen die erste Kammer18 und die zweite Kammer20 eine Mittelachse auf, welche mit der Mittelachse36 zusammenfällt. An dem Stiftelement34 ist der Träger30 beabstandet zu der Stirnwand32 fixiert. - Auf dem Träger
30 sind elektrische Schaltungselemente und Verbindungsleitungen beispielsweise in der Form von Leiterbahnen angeordnet. Es handelt sich dabei insbesondere um diskrete Schaltungselemente und integrierte Schaltungselemente. Die Motorschaltung16 umfasst ein oder mehrere elektronische Leistungsschaltungselemente38 , wie beispielsweise ein oder mehrere Thyristoren, welche an dem Träger30 angeordnet sind. - Die zweite Kammer
20 ist nach außen hin über ein Deckelelement40 geschlossen, welches beispielsweise über eine Schraube42 an dem Stiftelement34 fixiert ist. - Die erste Kammer
18 weist eine Stirnwand44 zu der zweiten Kammer20 hin auf. Diese Stirnwand44 ist beabstandet zu der Stirnwand32 der zweiten Kammer20 . Zwischen der Stirnwand44 und der Stirnwand32 ist ein Zwischenraum46 gebildet, welcher zu dem Außenraum offen ist und einen Luftspalt umfasst. Zwischen einer Außenseite der Stirnwand32 und einer Außenseite der Stirnwand44 sind dabei Stegelemente48a ,48b usw. angeordnet, welche die Stirnwand44 und die Stirnwand32 unter Bildung des Zwischenraums46 auf Abstand halten. - Das Gehäuse
12 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Insbesondere sind die Stirnwände32 und44 mit entsprechenden Kammerwänden einstückig ausgebildet. - Die zweite Kammer
20 mit der Motorschaltung16 ist luftgekühlt. Durch den Zwischenraum46 ist die zweite Kammer20 thermisch von der ersten Kammer18 getrennt, wobei Luft den Zwischenraum46 durchströmen kann bzw. ein Luftpolster im Zwischenraum46 liegt. - Der Rotor
28 ist um eine Drehachse50 rotierbar, welche mit der Mittelachse36 zusammenfällt. Mit dem Rotor28 drehfest verbunden ist ein Schaufelrad52 zur Förderung einer Flüssigkeit. - An dem Gehäuse
12 ist ein oberes Deckelelement54 angeordnet, welches eine Ausnehmung56 aufweist, in welcher das Schaufelrad52 rotierbar ist. Das obere Deckelelement54 umfasst einen ersten Anschlussstutzen58 , welcher beispielsweise koaxial zur Mittelachse36 ausgerichtet ist. Über diesen ersten Anschlussstutzen58 ist Förderflüssigkeit in den Innenraum56 einführbar. Über den ersten Anschlussstutzen58 ist eine Saugseite der Umwälzpumpe10 definiert. - An dem oberen Deckelelement
54 ist ferner ein zweiter Anschlussstutzen60 angeordnet (1 und3 ), welcher beispielsweise quer und insbesondere senkrecht zu der Mittelachse36 orientiert ist. Über diesen zweiten Anschlussstutzen60 ist geförderte Flüssigkeit abführbar. Der zweite Anschlussstutzen60 definiert eine Druckseite der Umwälzpumpe10 . - Das obere Deckelelement
54 ist an dem Gehäuse12 beispielsweise über einen Flansch62 fixiert. Dazu weist das Gehäuse12 an seinem oberen Ende64 , welches der zweiten Kammer20 abgewandt ist, einen nach außen ragenden Ringbereich66 auf. Der Flansch62 liegt von unten her an dem Ringbereich66 an. Über Verspannelemente68 , wie beispielsweise Schrauben oder Bolzen, wird das obere Deckelelement54 mit dem Flansch62 , welcher insbesondere als Ringflansch ausgebildet ist, verspannt und dadurch an dem Gehäuse12 gehalten, wobei eine fluiddichte Fixierung mittels eines O-Rings63 hergestellt ist. - In den Innenraum
22 der ersten Kammer18 weisend sind an einer Kammerwand70 Positionierelemente72 angeordnet (3 ,4 ). Diese Positionierelemente72 sind beispielsweise als Rippen ausgebildet. Beispielsweise sind, wie in4 gezeigt, eine Mehrzahl von Rippenpaaren um die Mittelachse36 verteilt an der Kammerwand70 angeordnet. Diese Positionierelemente72 dienen zur Positionierung des Stators26 bei der Herstellung der Umwälzpumpe10 . - Der Stator
26 umfasst eine magnetische Rückschlusseinrichtung73 mit einem Rückschlusskörper74 und Polschuhen. Dieser Rückschlusskörper74 ist insbesondere einstückig ausgebildet. Er ist vorzugsweise aus einem gepressten Pulvermaterial hergestellt, welches beispielsweise Eisenkörner umfasst, die gegeneinander elektrisch isoliert sind. Ein solches Pulvermaterial ist unter der Bezeichnung "SOMALOY" von der Firma Höganäs, Schweden bekannt. Dadurch lassen sich die Wirbelstromverluste in dem Rückschlusskörper74 gering halten. Die erforderlichen magnetischen Eigenschaften (große Magnetleitfähigkeit) sind bei einer optimierten geometrischen Gestaltbarkeit des Rückschlusskörpers74 vorhanden. - Der Rückschlusskörper
74 weist eine Haltebasis76 auf, welche insbesondere als Ring78 ausgebildet ist. Über diese Haltebasis76 ist der Stator26 an einer Innenseite der Stirnwand44 positioniert. - Die Stirnwand
44 weist zu dem Innenraum22 weisend eine beispielsweise kreisförmige Ausnehmung80 (Vertiefung) auf (4 ). In dieser Ausnehmung80 ist eine Kontaktplatine82 angeordnet. Diese Kontaktplatine82 weist Kontaktstellen84a ,84b usw. auf (6 ), an welchen jeweils eine Spule86 des Stators26 elektrisch mit der Kontaktplatine82 insbesondere über Anschweißung oder Anlötung verbunden ist. - Die Kontaktplatine
82 mit ihren Kontaktstellen84a ,84b usw. wiederum ist über eine oder mehrere elektrische Verbindungsleitungen88 (3 ) mit der Motorschaltung16 verbunden. Dazu ist an der Stirnwand32 und der Stirnwand44 eine durchgehende Öffnung90 (4 ) angeordnet, über welche die Verbindungsleitung88 von der ersten Kammer18 in die zweite Kammer20 geführt ist. Die Öffnung90 ist zu dem Zwischenraum46 hin über eine Außenwand geschlossen. - Zwischen der ersten Kammer
18 und der zweiten Kammer20 ist ferner eine Verbindungsöffnung92 vorgesehen (4 ). Diese Verbindungsöffnung92 ist zu dem Zwischenraum46 hin durch eine Umgebungswand94 (3 ) geschlossen. - An dem Träger
30 , welcher wiederum in der zweiten Kammer20 fixiert ist, sind elektrische Schaltungselemente angeordnet, welche in der zweiten Kammer20 positioniert sind, und welche luftgekühlt sind. An dem Träger30 sind ferner elektronische Leistungsschaltungselemente38 angeordnet, welche mindestens teilweise in der ersten Kammer18 positioniert sind. Sie ragen durch die Verbindungsöffnung92 hindurch in die erste Kammer18 und stehen in thermischem Kontakt mit dem Stator26 und insbesondere mit dem Rückschlusskörper74 . - Der Stator
26 lässt sich auf effektive Weise über die Förderflüssigkeit, welche durch die Umwälzpumpe10 gefördert wird, kühlen. Beispielsweise erreicht der Stator26 eine Temperatur von ca. 130°C. Durch die Umwälzpumpe10 gefördertes Wasser erreicht maximal eine Temperatur von ca. 95°C bis 110°C. Derjenige Teil der Motorschaltung16 , der viel Wärme erzeugt (insbesondere elektronische Leistungsschaltungselemente38 ), steht über die Verbindungsöffnung92 in thermischem Kontakt mit dem Stator26 , um die Kühlwirkung der Förderflüssigkeit am Stator26 zu nutzen. - Die erste Kammer
18 und die zweite Kammer20 sind dabei über den Zwischenraum26 durch einen Luftspalt getrennt. - Der Träger
30 ist in einen Niedertemperaturbereich93a und in einen Hochtemperaturbereich93b aufgeteilt, wobei der Niedertemperaturbereich93a luftgekühlt ist und Schaltungselemente des Hochtemperaturbereichs93b über die Förderflüssigkeit gekühlt sind. Schaltungselemente des Hochtemperaturbereiches93b stehen in thermischem Kontakt mit dem Stator26 und ragen in Richtung der ersten Kammer18 von dem Träger30 weg. Schaltungselemente des Niedertemperaturbereichs93a ragen von dem Träger30 weg in die entgegengesetzte Richtung95 , d.h. von der ersten Kammer18 weg in Richtung des Deckelelements42 , um für eine effektive thermische Entkopplung zu sorgen. Der Niedertemperaturbereich93a ist direkt unterhalb des Luftspalts des Zwischenraums46 angeordnet. - Die Kontaktplatine
82 sitzt unterhalb des Rückschlusskörpers74 in der Ausnehmung80 . - Die Haltebasis
76 ist koaxial zu der Mittelachse36 ausgerichtet. An der Haltebasis76 sitzen gleichmäßig verteilt um die Mittelachse36 eine Mehrzahl von Haltestiften96 (5 bis8 ). Die Haltestifte96 (Haltezähne) weisen alle den gleichen Abstand zu der Mittelachse36 auf. Ferner weisen benachbarte Haltestifte96 den gleichen Abstand zueinander auf. Durchstoßpunkte von Achsen98 der Haltestifte96 an der Haltebasis76 definieren ein regelmäßiges Vieleck. Bei dem in5 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Stator26 sechs Spulen86 . Das regelmäßige Vieleck ist in diesem Beispiel ein Sechseck, wobei der Winkelabstand zwischen benachbarten Haltestiften96 60° ist. - Die Achsen
98 der Haltestifte96 sind jeweils parallel zur Mittelachse36 orientiert. - Die Haltestifte
96 sind einstückig mit der Haltebasis76 verbunden. - Ein Haltestift
96 weist einen ersten Bereich100 auf, an welchem ein Spulenmodul102 (9 ) angeordnet ist. Der erste Bereich100 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Über diesen ersten Bereich100 ist ein Haltestift96 mit der Haltebasis76 verbunden. - Ferner weist ein Haltestift
96 einen zweiten Bereich104 auf, welcher oberhalb des ersten Bereichs100 und oberhalb des jeweiligen Spulenmoduls102 liegt. Der zweite Bereich104 weist jeweils einen unteren Flächenbereich106 auf, welcher im Wesentlichen eben ausgebildet ist und welcher parallel zu der Haltebasis76 ist. Dieser untere Flächenbereich106 weist eine Flächennormale auf, welche parallel zur Mittelachse36 ist. - Der zweite Bereich
104 weist ferner einen sphärischen Flächenbereich108 auf, wobei die Einhüllende der sphärischen Flächenbereiche108 aller Haltestifte96 ein Kugeloberflächenabschnitt ist. Ein Mittelpunkt der zu diesem Kugeloberflächenabschnitt gehörenden Kugel liegt auf der Mittelachse36 . Dieser Mittelpunkt, welcher in2 mit dem Bezugszeichen110 angedeutet ist, liegt insbesondere im Mittelpunkt eines konvexen Lagerkörpers112 , über welchen der Rotor28 sphärisch gelagert ist. - An den jeweiligen Haltestiften
96 sitzen Spulenmodule102 , welche grundsätzlich gleich ausgebildet sind. - Ein Spulenmodul
102 umfasst einen Spulenhalter114 . Der Spulenhalter114 wiederum weist ein Basiselement116 und ein Deckelelement118 auf. Zwischen dem Basiselement116 und dem Deckelelement118 ist ein insbesondere hohlzylindrischer Wickelkern120 angeordnet. Auf diesen Wickelkern120 ist die jeweilige Spule86 mit einer Mehrzahl von Windungen122 gewickelt. Das Deckelelement118 und das Basiselement116 sind dabei so ausgebildet, dass sie über eine äußere Begrenzungseinhüllende der Spule86 hinausragen und damit die Spule86 nach oben und nach unten hin abdecken. - Das Basiselement
116 (und auch das Deckelelement118 ) ist so ausgebildet, dass zu benachbarten Spulen und zu geerdeten Teilen über die entsprechende Luftstrecke der notwendige Abstand hergestellt ist. Beispielsweise umfasst das Basiselement hierzu seitliche Ohren117a ,117b mittels welchen das Basiselement116 von einer Kreisscheibengestalt abweicht. - Beispielsweise ist ein Mindestabstand (Luftstrecke) von 3 mm von Metall zu Metall realisiert.
- Der Spulenhalter
114 weist eine insbesondere zylindrische Ausnehmung124 auf, welche als durchgehende Öffnung ausgebildet ist. Die Ausnehmung124 bildet eine Stiftaufnahme für einen Haltestift96 , welcher durch die Ausnehmung124 hindurchtauchen kann. Über die Ausnehmung124 ist das Spulenmodul102 auf den zugeordneten Haltestift96 aufsetzbar, um die Spule86 an dem Stator26 zu fixieren. - Der Spulenhalter
114 ist in der Art einer Fadenrolle ausgebildet. - Der Spulenhalter
114 ist insbesondere so ausgebildet, dass die Spule86 an dem Spulenhalter114 automatisch über eine Wicklungsmaschine herstellbar ist. - Eine Spulenachse
126 ist quer und insbesondere senkrecht zu dem Basiselement116 und zu dem Deckelelement118 orientiert. Bei an dem Rückschlusskörper74 fixiertem Spulenmodul102 ist die Spulenachse126 im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse36 und zu der Achse98 des entsprechenden Haltestifts96 orientiert. Sie fällt dabei insbesondere mit der Achse98 des Haltestifts96 zusammen. - An dem Basiselement
116 des Spulenhalters114 ist ein Flansch128 angeordnet, welcher sich von dem Basiselement116 nach unten erstreckt. Der Flansch128 weist dabei eine Erstreckungsrichtung auf, welche parallel zur Spulenachse126 ist. (Der Flansch128 kann dabei selber parallel zur Spulenachse126 ausgerichtet sein oder beispielsweise schräg zur Spulenachse126 angeordnet sein.) Der Flansch128 ragt dadurch über eine untere Begrenzungsebene130 hinaus, welche durch das Basiselement116 definiert ist. - An dem Flansch
128 sitzen ein erster Steg132 und ein zweiter Steg134 . Der erste Steg132 und der zweite Steg134 sind beispielsweise parallel zueinander orientiert. Die beiden Stege132 und134 sind quer zur Spulenachse126 orientiert und insbesondere senkrecht zu dieser. Die beiden Stege132 und134 ragen über eine Begrenzungsfläche der Spule86 an dem Spulenmodul102 hinaus. - Der erste Steg
132 und der zweite Steg134 sitzen dabei an oder in der Nähe eines unteren Endes des Flansches128 . - Der Spulenhalter
114 mit seinem Basiselement116 und seinem Deckelelement118 ist insbesondere einstückig ausgebildet. Ferner ist der Flansch128 mit dem ersten Steg132 und dem zweiten Steg134 einstückig an dem Spulenhalter114 angeordnet. Der Spulenhalter114 ist insbesondere aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. - Der erste Steg
132 und der zweite Steg134 dienen dazu, einen ersten Spulenabschnitt136 und einen zweiten Spulenabschnitt138 zu halten, wobei diese beiden Spulenabschnitte136 ,138 quer und insbesondere mindestens näherungsweise senkrecht zu der Spulenachse126 orientiert sind. Ferner sind der erste Spulenabschnitt136 und der zweite Spulenabschnitt138 mindestens näherungsweise auf der gleichen Höhe angeordnet. Sie weisen vorzugsweise eine Einhüllendenebene auf, welche parallel zu der Kontaktplatine82 orientiert ist, wenn das Spulenmodul102 an dem Rückschlusskörper174 positioniert ist. - Der erste Spulenabschnitt
136 und der zweite Spulenabschnitt138 sind quer zu dem ersten Steg132 und dem zweiten Steg134 orientiert. Beispielsweise ist der erste Spulenabschnitt136 im Wesentlichen senkrecht zu dem ersten Steg132 und dem zweiten Steg134 orientiert. Der zweite Spulenabschnitt138 liegt nicht parallel zum ersten Spulenabschnitt136 , sondern in einem Winkel zu diesem und damit auch in einem kleinen spitzen Winkel (beispielsweise in der Größenordnung von 30°) zu dem ersten Steg132 und dem zweiten Steg134 . Dazu kann es vorgesehen sein, dass der erste Steg132 kürzer ausgebildet ist als der zweite Steg134 . - Bei dieser Ausbildung lässt sich bei Bereitstellung einer großen Kontaktfläche eine Mehrzahl von Spulenmodulen
102 verteilt um die Mittelachse36 an dem Rückschlusskörper74 anordnen (6 ). - Der erste Spulenabschnitt
136 liegt in der Nähe eines ersten Drahtendes140 der Spule86 . Der zweite Spulenabschnitt138 liegt in der Nähe eines zweiten Drahtendes142 der Spule86 . - Der Spulendraht ist an dem ersten Steg
132 und dem zweiten Steg134 jeweils über eine Wicklung144a ,144b ,144c ,144d fixiert. So ist der Spulendraht im Bereich des ersten Drahtendes140 über die Wicklung144a an dem ersten Steg132 fixiert. Von dieser Wicklung geht der erste Spulenabschnitt136 aus, welcher sich zwischen dem ersten Steg132 und dem zweiten Steg134 erstreckt. Über die Wicklung144b ist der Spulendraht dann weiter an dem zweiten Steg134 fixiert. Von dort aus führt der Spulendraht zu dem Spulenhalter114 . - Im Bereich des zweiten Drahtendes
142 ist der Spulendraht über die Wicklung144d an dem zweiten Steg134 fixiert. Ausgehend von dieser Wicklung144d führt der zweite Spulenabschnitt138 , welcher zwischen dem ersten Steg132 und dem zweiten Steg134 liegt, zu der Wicklung144c , über welche der Spulendraht an dem ersten Steg132 fixiert ist. Von dieser Wicklung144c läuft der Spulendraht dann zu dem Spulenhalter114 . - Der erste Steg
132 und der zweite Steg134 weisen jeweils Ausnehmungen145 zur Aufnahme der entsprechenden Wicklungen144a ,144b ,144c ,144d auf. - Dem Spulenmodul
102 ist eine Drehsicherungseinrichtung146 zugeordnet, über welche sich das Spulenmodul102 drehfest an dem Rückschlusskörper74 fixieren lässt. Die Drehsicherungseinrichtung146 umfasst dazu (mindestens) einen Stift148 , welcher an dem Flansch128 sitzt und im Wesentlichen parallel zur Spulenachse126 nach unten ragt. - Die Kontaktplatine
82 weist eine dem entsprechenden Spulenmodul102 zugeordnete Stiftaufnahme150 auf (7 ), in welche der Stift148 bei korrekter Positionierung des Spulenmoduls102 an dem zugeordneten Haltestift96 eingetaucht ist. - Die Haltebasis
76 weist eine Ausnehmung152 auf. Wenn die Haltebasis76 als Ring78 ausgebildet ist, dann ist die Ausnehmung152 die Ringausnehmung. Der Flansch128 der jeweiligen Spulenmodule102 ist in diese Ausnehmung152 eingetaucht. Der erste Steg132 und der zweite Steg134 und damit auch der erste Spulenabschnitt136 und der zweite Spulenabschnitt138 des entsprechenden Spulenmoduls102 sind dadurch in der Ausnehmung152 positioniert. Nach unten zu der Stirnwand32 in ist die Ausnehmung152 durch die Kontaktplatine82 begrenzt. Die Spulenabschnitte136 und138 liegen an den Kontaktstellen84a ,84b der Kontaktplatine82 an und sind mit diesen elektrisch verbunden. Die Verbindung ist insbesondere durch Schweißen oder Löten hergestellt. - Über die Verbindungsleitung oder Verbindungsleitungen
88 wiederum ist der elektrische Kontakt zwischen den Kontaktstellen84a ,84b und der Motorschaltung16 hergestellt. - Zur Herstellung des Stators
26 wird der Rückschlusskörper74 insbesondere einstückig aus dem gepressten Pulvermaterial hergestellt. - Getrennt davon werden die Spulenmodule
102 hergestellt. Es werden dabei insbesondere die Spulen86 an den Spulenhaltern114 durch Wicklung mittels einer Wicklungsmaschine hergestellt. - Die jeweiligen Spulenmodule
102 werden dann von oben auf die Haltestifte96 des Rückschlusskörpers74 aufgesetzt, und zwar derart, dass die Stifte148 der Spulenmodule102 in die Stiftaufnahmen150 der Kontaktplatine82 (welche zuvor am Rückschlusskörper74 positioniert wurde) eintauchen können. Dadurch ist eine richtige Ausrichtung der Spulenmodule102 erreicht. - Die jeweiligen ersten Spulenabschnitte
136 und zweiten Spulenabschnitte138 sind dabei bei entsprechender Dimensionierung an den jeweiligen Kontaktstellen84a ,84b positioniert. Die elektrische Verbindung kann dann von oben her durch Schweißen über einen Schweißroboter oder durch Löten erfolgen. - Die Herstellung des Stators
26 lässt sich dadurch mit einem hohen Automatisierungsgrad durchführen. - Auf dem Rückschlusskörper
74 mit den Spulenmodulen102 ist ein Aufsatz154 aufgesetzt (10 ), welcher insbesondere aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. - Der Aufsatz
154 ist beispielsweise einstückig ausgebildet. Er umfasst ein Ringelement156 , welches auf dem Rückschlusskörper74 positionierbar ist. Es ist insbesondere auf die Deckelelemente108 der Spulenmodule102 aufsetzbar. Das Ringelement156 ist dann in dem Innenraum22 der ersten Kammer18 positioniert. - Innerhalb des Ringelements
156 ist ein Innenelement158 angeordnet. Das Innenelement ist über entsprechende Anlageflächen an die unteren Flächenbereiche106 der Haltestifte96 anlegbar. Durch das Innenelement158 ist der Zwischenraum zwischen den Spulenmodulen102 um die Mittelachse36 abgedeckt. - Das Innenelement
158 ist an dem Ringelement156 über Zwischenstege160 gehalten. Die Anzahl der Zwischenstege entspricht dabei der Anzahl der Spulenmodule102 . Bei dem in10 gezeigten Ausführungsbeispiel sind sechs Zwischenstege160 entsprechend den sechs vorgesehenen Spulenmodulen102 vorgesehen. Die Zwischenstege160 sind gleichmäßig beabstandet zueinander, beispielsweise in einem Winkelabstand von 60°. - Zwischen benachbarten Zwischenstegen
160a ,160b sind an dem Ringelement156 Positionierelemente162 angeordnet. Diese Positionierelemente162 dienen zur Anlage an die zweiten Bereiche104 der Haltestifte96 an einer den sphärischen Flächenbereich108 abgewandten Seite. Über sie lässt sich der Aufsatz105 an dem Rückschlusskörper74 zentrieren. - Zwischen benachbarten Zwischenstegen
160a ,160b sind jeweils Polschuhe164 der magnetischen Rückschlusseinrichtung73 angeordnet, welche aus magnetisch leitfähigem Material hergestellt sind (2 ). Die Anzahl der Haltestifte96 und die Anzahl der Polschuhe164 entspricht der Anzahl der Zwischenstege160 . Die Zwischenstege160 dienen als Anlageelement für die Polschuhe164 und zur räumlichen Trennung benachbarter Polschuhe164 . - Die Polschuhe
164 sind beispielsweise aus einem gepressten Pulvermaterial hergestellt, welches insbesondere Eisenkörner aufweist, die elektrisch voneinander isoliert sind. - Die Polschuhe
164 haben die Form eines Abschnitts einer Kugelschale, das heißt sie weisen gegenüberliegende sphärische Oberflächen auf. Dadurch weist der Stator26 dem Rotor28 zugewandt im Bereich der Polschuhe164 eine sphärische Oberfläche auf. - Die Polschuhe
164 stehen in mechanischem Kontakt mit den jeweiligen Haltestiften96 , um eine magnetisch leitfähige Verbindung bereitzustellen. - Auf den Polschuhen
164 ist eine Abdeckung166 (Trennkalotte) angeordnet, welche den Stator26 fluiddicht von einem Nassraum der Umwälzpumpe10 trennt. Die Abdeckung definiert eine Trennfläche zwischen dem Stator26 und dem Rotor28 . - Die Spulenmodule
102 mit den jeweiligen Spulen86 sind bezogen auf die Mittelachse86 unterhalb des Rotors28 und unterhalb des Aufsatzes154 angeordnet, das heißt eine Einhüllende der Deckelelemente118 liegt unterhalb des Rotors28 und unterhalb der Polschuhe164 . - Durch die Abdeckung
166 ist ein Raum168 in der Umwälzpumpe10 gebildet, in welchem der Rotor28 positioniert ist. Dieser Raum168 hat die Form eines Kugelabschnitts entsprechend einer Halbkugel, welche eine abgeschnittene Polkappe hat. - Der Rotor
28 ist über den Lagerkörper112 sphärisch gelagert. Der Lagerkörper112 ist konvex ausgebildet mit einer sphärischen Oberfläche170 . Der Lagerkörper112 ist an einer Säule172 drehfest angeordnet. Diese Säule172 ist auf einer Auswölbung173 der Abdeckung166 fixiert und erstreckt sich oberhalb des Innenelements158 mit koaxialer Ausrichtung zur Mittelachse36 . Der Lagerkörper112 ist beispielsweise aus einem keramischen Material hergestellt. - Der Rotor
28 umfasst eine konkave Lagerschale174 , welche auf dem Lagerkörper112 positioniert ist. Durch die Lagerschale174 und den Lagerkörper112 ist ein sphärisches Lager bereitgestellt. - Der Rotor
28 ist dem Stator26 zugewandt sphärisch ausgebildet, wobei ein entsprechender Kugelmittelpunkt mindestens näherungsweise mit dem Mittelpunkt110 zusammenfällt. - Der Rotor
28 ist magnetfelderzeugend ausgebildet. Dazu weist er ein oder mehrere Permanentmagnete176 auf. - Zwischen der Abdeckung
166 und dem Rotor28 ist ein "Luft"-Spalt178 gebildet, welcher abschnittsweise eine Kugelschalenform hat. Durch diesen Spalt178 ist Fördertlüssigkeit durchströmbar bis zu dem Lagerkörper112 , um für eine Flüssigkeitsschmierung des sphärischen Lagers (gebildet mittels des Lagerkörpers112 und der Lagerschale174 ) zu sorgen. - Der Luftspalt
178 steht dazu in fluidwirksamer Verbindung mit dem Innenraum56 der Umwälzpumpe10 , in welchem das Schaufelrad52 rotierbar ist. - Das Schaufelrad
52 ist dabei drehfest mit der Lagerschale174 verbunden und ist insbesondere oberhalb des Lagerkörpers112 angeordnet. - Der Elektromotor
14 ist elektronisch kommutiert. Er weist dazu einen Positionsgeber auf, welcher insbesondere auf dem Träger30 angeordnet ist und Teil der Motorschaltung16 ist. - Diesem Positionsgeber ist mindestens ein Sensor
180 zugeordnet, welcher zur Ermittlung der Rotorposition dient, um die Spulen86 des Stator26 entsprechend ansteuern zu können. - Bei dem Sensor
180 handelt es sich beispielsweise um einen Hall-Sensor. - Der Sensor
180 ist entfernt von dem Rotor28 angeordnet. Bei dem in2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist er auf einem Zusatzträger182 angeordnet, welche unterhalb der Spulen86 sitzt. - Es ist auch möglich, dass der Sensor
180 an dem Träger30 in der zweiten Kammer20 angeordnet ist. - Zur Signalwirkankopplung des Sensors
180 und des Rotors28 ist (mindestens) ein Flussleitelement184 als Flussleiteinrichtung185 vorgesehen, über welches ein Rotorsignal von dem Rotor28 zu dem entfernt angeordneten Sensor180 übertragen wird; das Flussleitelement184 sorgt für eine magnetische Flussübertragung von einer Außenseite des Stators26 her (welche dem Rotor28 zugewandt ist) zu dem Sensor180 . - Das Flussleitelement
184 ist aus einem paramagnetischen Material und insbesondere Weicheisen hergestellt. - Es weist einen Signalaufnahmebereich
186 auf, welcher mit einer Stirnseite188 dem Rotor28 zugewandt ist. Diese Stirnseite188 ist dabei sphärisch oder zylindrisch ausgebildet. Sie liegt unmittelbar unter der Abdeckung166 . - Insbesondere ist in einem Zwischensteg
160 eine beispielsweise schlitzförmige Ausnehmung190 gebildet (10 ), in welcher der Signalaufnahmebereich186 angeordnet ist. - Einstückig mit dem Signalaufnahmebereich
186 ist ein Leitbereich192 verbunden, über welchen sich die Flusssignale von dem Signalaufnahmebereich186 dem Sensor180 zuführen lassen. - Der Leitbereich
192 überbrückt den Zwischenraum zwischen dem Signalaufnahmebereich186 und dem Sensor180 . - Bei dem in
2 gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Leitbereich192 im Wesentlichen parallel zur Mittelachse186 durch den Stator26 zu dem Sensor180 . - Wenn der Sensor
180 in der zweiten Kammer20 ausgebildet ist, dann erstreckt sich dieser Leitbereich192 entsprechend in die zweite Kammer20 . - Das Flussleitelement
184 ist insbesondere als Plättchen ausgebildet mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden zweiten Seite, zwischen welchen sich das Flussleitelement184 erstreckt. Die erste Seite und die zweite Seite sind dabei im Wesentlichen eben ausgebildet und liegen parallel zueinander. (In2 liegen die erste Seite und die zweite Seite parallel zur Zeichenebene.) - Der Signalaufnahmebereich
186 ist vorzugsweise breiter als der Leitbereich192 , um für eine optimierte Signalaufnahme zu sorgen. - Durch die Flussleiteinrichtung
185 lässt sich der Sensor180 an einer geeigneten Stelle in der Umwälzpumpe10 positionieren; der Sensor180 muss nicht mehr in unmittelbarer Nähe des Rotors28 positioniert werden, um eine optimierte Signalaufnahme zu erhalten, sondern kann an der insbesondere für eine einfache Herstellbarkeit geeigneten Stelle positioniert werden. - Erfindungsgemäß wird eine Umwälzpumpe
10 bereitgestellt, bei welcher ein oder mehrere elektronische Leistungsbauelemente38 , welche eine hohe Wärmeproduktion aufweisen, über thermischen Kontakt mit dem Stator26 (bereitgestellt über die Verbindungsöffnung92 ) mittels Förderflüssigkeit kühlbar sind. - Es wird ein Stator
26 bereitgestellt, welcher sich auf einfache Weise herstellen lässt. Über die Spulenmodule102 können die Spulen86 mittels einer Wicklungsmaschine auf automatisierte Weise hergestellt werden. Die Spulenmodule102 wiederum können mit der Motorschaltung16 über die Kontaktplatine82 auf automatisierte Weise insbesondere über Schweißung oder Lötung kontaktiert werden. - Dadurch, dass dem (mindestens) einen Sensor
180 des Positionsgebers des elektrisch kommutierten Elektromotors14 eine Flussleiteinrichtung185 zugeordnet ist, lässt sich der Sensor180 an einer insbesondere für die Herstellung des Elektromotors14 bzw. der Umwälzpumpe10 optimierten Position anordnen, wobei während des Betriebs des Elektromotors14 gute Signalhöhe bereitgestellt ist.
Claims (27)
- Elektromotor, welcher elektronisch kommutiert ist, umfassend einen Stator (
26 ), einen magnetfelderzeugenden Rotor (28 ) und einen Positionsgeber mit mindestens einem Sensor (180 ), dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Sensor (180 ) eine Flussleiteinrichtung (185 ) zugeordnet ist, über welche ein Rotorsignal zu dem mindestens einen Sensor (180 ) übertragbar ist. - Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleiteinrichtung (
185 ) in Signalwirkverbindung mit dem mindestens einen Sensor (180 ) und dem Rotor (28 ) steht. - Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleiteinrichtung (
185 ) aus einem paramagnetischen Material hergestellt ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleiteinrichtung (
185 ) als Plättchen ausgebildet ist. - Elektromotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleiteinrichtung (
185 ) eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite aufweist, zwischen welchen sich die Flussleiteinrichtung (185 ) erstreckt, wobei die Dicke der Flussleiteinrichtung (185 ) zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite kleiner ist als eine Breite und Länge der Flussleiteinrichtung (185 ). - Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite und/oder die zweite Seite im Wesentlichen eben ist.
- Elektromotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite und die zweite Seite parallel zueinander sind.
- Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleiteinrichtung (
185 ) einen Signalaufnahmekopfbereich (186 ) und einen Leitbereich (192 ) aufweist. - Elektromotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalaufnahmekopfbereich (
186 ) gegenüber dem Leitbereich (192 ) verbreitert ist. - Elektromotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalaufnahmekopfbereich (
186 ) in seiner Form an eine Trennfläche zwischen dem Rotor (28 ) und dem Stator (26 ) angepasst ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (
180 ) entfernt zu einer Trennfläche zwischen dem Stator (26 ) und dem Rotor (28 ) angeordnet ist. - Elektromotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (
180 ) unterhalb der Trennfläche zwischen dem Stator (26 ) und dem Rotor (28 ) angeordnet ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (
180 ) in einem Bereich unterhalb oder oberhalb des Rotors (28 ) angeordnet ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (
180 ) an einem Träger (30 ) angeordnet ist, an welchem Hauptkomponenten einer Motorschaltung (16 ) angeordnet sind. - Elektromotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger in einer zweiten Kammer (
20 ) eines Gehäuses (12 ) angeordnet ist, welche getrennt von einer ersten Kammer (18 ) des Gehäuses (12 ) ist, in welcher der Stator (26 ) und der Rotor (28 ) angeordnet sind. - Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (
180 ) an einem Zusatzträger (182 ) angeordnet ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (
28 ) dem Stator (26 ) zugewandt sphärisch ausgebildet ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (
28 ) sphärisch gelagert ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stator (
26 ) eine dem Rotor (28 ) zugewandte Trennfläche zugeordnet ist, welche sphärisch ausgebildet ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem mindestens einen Sensor (
180 ) zugeordnete Flussleiteinrichtung (185 ) eine sphärische oder zylindrische Stirnseite (188 ) aufweist, welche dem Rotor (28 ) zugewandt ist. - Elektromotor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stator (
26 ) mindestens ein Polschuh (164 ) zugeordnet ist, welche dem Rotor (28 ) zugewandt ist. - Elektromotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Polschuhen (
164 ) an einem Aufsatz (154 ) angeordnet sind, welcher an dem Stator (26 ) sitzt. - Elektromotor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (
154 ) beabstandete Zwischenstege (160 ) aufweist, an welchen die Polschuhe (164 ) angeordnet sind. - Elektromotor nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleiteinrichtung (
185 ) mindestens teilweise an einem Zwischensteg (160 ) angeordnet ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (
28 ) über einen oder mehrere Permanentmagneten (176 ) magnetfelderzeugend ist. - Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spulen (
86 ) des Stators (26 ) unterhalb des Rotors (28 ) angeordnet sind. - Umwälzpumpe, umfassend einen Elektromotor (
14 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
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