DE102008057414B3 - Förderaggregat für flüssige Medien - Google Patents

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Abstract

Bei einem Förderaggregat für flüssige Medien mit einem Elektromotor, einem von dessen Rotor angetriebenen Pumpenlaufrad, einem von dem zu fördernden Medium durchströmten Pumpengehäuse und einer außerhalb des Pumpengehäuses angeordneten elektronischen Leistungssteuerung (17) mit Verlustwärme erzeugenden Komponenten, stehen letztere thermisch leitend mit mindestens einem ersten Wärmeleitkörper (16) in Verbindung, der über mindestens ein Heatpipe (14) thermisch mit mindestens einem zweiten Wärmeleitkörper (11) gekoppelt ist, welcher thermisch leitend mit dem Pumpengehäuse in Verbindung steht. Dabei besteht ferner zwischen dem ersten Wärmeleitkörper einerseits und dem Pumpengehäuse, mit diesem elektrisch leitend verbundenen Komponenten und dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper andererseits ein von den Heatpipes durchsetzter elektrisch isolierender Zwischenraum (Z).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Förderaggregat für flüssige Medien, insbesondere ein Hochleistungsförderaggregat für brisante Flüssigkeiten, umfassend einen Elektromotor, ein von dessen Rotor angetriebenes Pumpenlaufrad, ein von dem zu fördernden Medium durchströmtes Pumpengehäuse und eine außerhalb des Pumpengehäuses angeordnete elektronische Leistungssteuerung mit Verlustwärme erzeugenden Komponenten.
  • Förderaggregate der vorstehend angegebenen Art sind in diversen verschiedenen Ausführungsformen und Ausgestaltungen bekannt und in verschiedensten Anwendungen im Einsatz.
  • So offenbart die DE 41 21 430 C1 ein insbesondere für Wärmeerzeugungs- und Wärmeverteilungsanlagen vorgesehenes Pumpenaggregat, das einen von der Förderflüssigkeit gekühlten Elektromotor mit gegenüber der Förderflüssigkeit abgedichtetem Rotor aufweist. Der Elektromotor treibt eine Kreiselpumpe. Dem Elektromotor vorgeschaltet ist ein Frequenzumrichter zur Drehzahlsteuerung des Aggregats. Der zur Kühlung des Elektromotors und des Frequenzumrichters abgezweigte Teilstrom der Förderflüssigkeit durchströmt einen Kühlmantel, der den Motor umfangseitig mit seiner Innenseite umschließt. An der Außenseite dieses Kühlmantels ist der Frequenzumrichter wärmeleitend angebracht, der zusammen mit dem Motor in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist.
  • Aus der DE 36 42 729 C3 ist ein der Förderung von Flüssigkeiten oder Gasen dienendes Pumpenaggregat, bestehend aus einer Pumpe und einem die Pumpe antreibenden Elektromotor bekannt. Drehzahl und/oder Drehmoment des Elektromotors sind mit einem Drehzahlsteller in Form eines miniaturisierten Frequenzumrichters veränderbar, der im Pumpenaggregat angeordnet ist und mit diesem eine bauliche Einheit bildet. Die Verlustwärme des Drehzahlstellers ist mit dem vom Aggregat geförderten Fluid als Wärmesenke abführbar, zu welchem Zweck der Frequenzumrichter zumindest teilweise im Strömungsweg des Fluids angeordnet ist.
  • Und die DE 196 22 396 A1 beschreibt eine Antriebsvorrichtung mit Wechselstrommotor und Frequenzumrichter, wobei ein in der Antriebsvorrichtung integriertes Umrichtermodul vorgesehen ist. Durch thermische Kopplung eines Trägerteils des Umrichtermoduls mit der Lüfterhaube des Wechselstrommotors bzw. durch Ausgestaltung des Trägerteils als modifizierte Lüfterhaube wird das bei der Integration auftretende Temperaturproblem ohne weitere bauliche Veränderungen des Wechselstrommotors gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein Förderaggregat der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, das im Bereich brisanter zu fördernder Flüssigkeiten (z. B. brennbare Flüssigkeiten mit explosiven Dämpfen) besonders hohe sicherheitstechnische Standards einhält.
  • Gelöst wird die vorstehend angegebene Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung, indem die Verlustwärme erzeugenden Komponenten der elektronischen Leistungssteuerung thermisch leitend mit einem ersten Wärmeleitkörper in Verbindung stehen, der über mindestens ein Heatpipe thermisch mit mindestens einem zweiten Wärmeleitkörper gekoppelt ist, welcher thermisch leitend mit dem Pumpengehäuse in Verbindung steht, wobei ferner zwischen dem ersten Wärmeleitkörper einer seits und dem Pumpengehäuse und dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper andererseits ein von dem mindestens einen Heatpipe durchsetzter elektrisch isolierender Zwischenraum besteht, wobei der mindestens eine erste Wärmeleitkörper mit dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper über das mindestens eine Heatpipe elektrisch leitend verbunden ist. Diese Kombination funktional zusammenwirkender Merkmale resultiert, wie insbesondere auch die nachstehenden Erläuterungen der Erfindung verdeutlichen, in einem Förderaggregat, das höchste sicherheitstechnische Standards (beispielsweise im Bereich von Luftfahrtanwendungen) einhält. So wird bei erfindungsgemäßen Förderaggregaten die im Bereich der elektronischen Leistungssteuerung des Elektromotors entstehende Verlustwärme, die bei entsprechenden Durchsätzen bzw. Förderhöhen mehrere hundert Watt betragen kann, in die zu fördernde Flüssigkeit eingetragen und somit mit dieser aus dem Förderaggregat ausgeschleust, und zwar ohne dass selbst in jenem Falle, dass brisante Flüssigkeiten zu fördern sind, mit der Verwendung der Flüssigkeit gewissermaßen als Kühlmittel für die elektronische Leistungssteuerung des Elektromotors sicherheitsrelevante Nachteile oder gar Risiken verbunden wären. Denn selbst im Falle eines Defekts an der elektronischen Leistungssteuerung, der bei den hier in Rede stehenden Leistungen mit einer Funkenbildung bzw. der Entstehung eines Lichtbogens und somit einer lokal extrem hohen Temperaturentwicklung verbunden sein könnte, wäre durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Förderaggregats zuverlässig ausgeschlossen, dass es zu einer Überhitzung des von dem Förderaggregat geförderten flüssigen Mediums kommt. Insoweit kommt die wärmetechnische Koppelung des mindestens einen ersten Wärmeleit körpers, mit welchem die Verlustwärme erzeugenden Komponenten der elektronischen Leistungssteuerung thermisch leitend in Verbindung stehen, mit mindestens einem thermisch leitend an dem Pumpengehäuse angebrachten zweiten Wärmeleitkörper über mindestens ein Heatpipe zum Tragen. Über das mindestens eine Heatpipe erfolgt im Auslegungsbetrieb auch bei hohen Verlustwärmen der elektronischen Leistungssteuerung eine zuverlässige Wärmeableitung von dem mindestens einen ersten Wärmeleitkörper zu dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper und von da weiter in das mittels der Pumpe geförderte Medium mit höchsten Wärmeübertragungswerten. Bei einer sich in einer lokal extremen Wärmeentwicklung (z. B. einem Lichtbogen) niederschlagenden Störung der elektronischen Leistungssteuerung ist eine unzulässig hohe Erwärmung des zu fördernden Mediums dennoch ausgeschlossen. Denn bauartbedingt bildet das mindestens eine Heatpipe eine Form der Absicherung gegen lokale Überhitzung des mindestens einen zweiten Wärmeleitkörpers. In dieser Hinsicht weist das mindestens eine Heatpipe besonders bevorzugt eine Übertemperatur-Sicherung auf, die bei Überschreiten einer genau vorgegebenen Temperatur öffnet. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Heatpipe eine durch ein Schmelzmittel verschlossene Öffnung aufweist, wobei das Schmelzmittel bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur schmilzt, so dass das Wärmeleitmittel (Wärmeübertragungsmedium) durch die hierdurch freigegebene Öffnung entweichen kann und die Wärmeleitfähigkeit des Heatpipes sich hierdurch auf die reine Leitfähigkeit des Mantelrohres reduziert.
  • Die Gefahr eines Funkenfraßes bzw. ein Durchbrennen eines im Falle eines Defekts der elektronischen Leis tungssteuerung dort möglichen Funkens bzw. Lichtbogens bis zu dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper oder gar dem Pumpengehäuse wird insbesondere dadurch vermieden, dass erfindungsgemäß der mindestens eine erste Wärmeleitkörper über das mindestens eine Heatpipe bzw. die Heatpipes elektrisch leitend mit dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper verbunden ist und somit auf dem gleichen elektrischen Potential liegt wie dieser. Weitere nachteilige Auswirkungen einer möglichen lokalen Überhitzung im Bereich der elektronischen Leistungssteuerung lassen sich, wie weiter unten im Detail erläutert wird, durch eine besondere Geometrie des zwischen dem mindestens einen ersten Wärmeleitkörper und dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper bestehenden elektrisch isolierenden Zwischenraumes zuverlässig ausschließen.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Mehrzahl von Heatpipes vorgesehen ist. Besonders günstig ist es dabei, wenn mindestens zwei verschiedene, mit unterschiedlichen Wärmeleitmedien gefüllte Heatpipes vorgesehen sind. Dies begünstigt eine effiziente Wärmeableitung von der elektronischen Leistungssteuerung in das Pumpengehäuse bei unterschiedlichsten Temperaturen, wie sie insbesondere für Luftfahrtanwendungen typisch sind. Unter Einsatz dieser Weiterbildung der Erfindung lassen sich insbesondere Förderaggregate bereitstellen, die bei sehr niedrigen Temperaturen (z. B. –40°C) in Betrieb genommen werden können und auch bei hohen Temperaturen (z. B. +50°C) ebenso zuverlässig arbeiten, weil eine effiziente Wärmeabfuhr infolge der unterschiedliche Temperaturcharakteristiken aufweisenden verschiedenen Heatpipes über den gesamten Arbeitsbereich zuverlässig erfolgt. Ein entsprechender Vorteil lässt sich erreichen, wenn die mindestens zwei Heatpipes zwar mit dem selben Wärmeleitmedium gefüllt sind, jedoch aufgrund anderer Parameter (z. B. Druck) unterschiedliche Wärmeleitcharakteristiken aufweisen.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet der mindestens eine erste Wärmeleitkörper die Tragstruktur der die elektronische Leistungssteuerung bildenden Baugruppe. Auf dieser Tragstruktur können beispielsweise Leiterbahnen angebracht sein und/oder die maßgeblichen wärmeerzeugenden Komponenten der elektronischen Leistungssteuerung können an die Tragstruktur wärmeleitend montiert sein.
  • Ein andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der mindestens eine zweite Wärmeleitkörper über ein aus einem hochwärmeleitfähigen Material bestehendes Zwischenteil mit dem Pumpengehäuse in Verbindung steht. In dem Zwischenteil erfolgt eine gezielte Wärmeverteilung von dem mindestens einen zweiten Wärmeübertragungskörper auf jene Fläche, über die das Zwischenteil mit dem Pumpengehäuse in Verbindung steht. Da insoweit nicht auf das Wärmeübertragungsverhalten Rücksicht zu nehmen ist, ermöglicht dies, das Pumpengehäuse hinsichtlich der Materialwahl und/oder Dimensionierungen ausschließlich im Hinblick auf die hydromechanischen Anforderungen zu optimieren. Im Sinne dieser Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann es bei typischen Anwendungsfällen derselben günstig sein, wenn von jenen Abschnitten des Zwischenteils, an denen auf der betreffenden einen Seite der mindestens eine Wärmeleitkörper anliegt, nur ein Teilbereich auf der anderen Seite an dem Pumpengehäuse anliegt.
  • In mechanischer Hinsicht kann es insbesondere bei besonders kompakten erfindungsgemäßen Förderaggraten vorteilhaft sein, wenn sich der mindestens eine erste Wärmeleitkörper über eine thermisch und elektrisch isolierende Auflage auf dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper abstützt. Ebenfalls bei besonders kompakten erfindungsgemäßen Förderaggraten kann es vor teilhaft sein, wenn das mindestens eine Heatpipe gekröpft ausgeführt ist.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist genau ein zweiter Wärmeleitkörper vorgesehen, der ringförmig geschlossen ausgeführt ist und den ersten Wärmeleitkörper außen umgibt. Der zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmeleitkörper vorgesehene elektrisch isolierende Zwischenraum ist dabei so gestaltet, dass die minimale Entfernung des ersten Wärmeleitkörpers von einem ihm gegenüberliegenden ersten Abschnitt des Pumpengehäuses bzw. von mit diesem elektrisch leitend verbundenen Komponenten (z. B. Zwischenteil) größer ist als die maximale Erhebung des mindestens einen zweiten Wärmeleitkörpers gegenüber dem besagten ersten Abschnitt des Pumpengehäuses bzw. der mit diesem elektrisch leitend verbundenen Komponenten. Der zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmeleitkörper vorgesehene elektrisch isolierende Zwischenraum ist in diesem Falle, mit anderen Worten, gewissermaßen napfförmig ausgeführt, indem der erste Wärmeleitkörper im Bereich des von dem zweiten Wärmeleitkörper umschlossenen Innenraums in diesen eintaucht. Denn indem die minimale Entfernung des ersten Wärmeleitkörpers von einem ihm gegenüberliegenden ersten Abschnitt des Pumpengehäuses geringer ist als die maximale Erhebung des mindestens einen zweiten Wärmeleitkörpers gegenüber dem besagten ersten Abschnitt des Pumpengehäuses, besteht eine Form einer ”Überlappung” des mindestens einen zweiten Wärmeleitkörpers mit dem ersten Wärmeleitkörper. Die dargelegten Vorteile ergeben sich bei einer solchen Gestaltung des erfindungsgemäßen Förderaggregats auch bei sehr kompakten Bauweisen, wobei die vergleichsweise große, zur Wärmeübertragung geeignete Fläche zwischen dem zweiten Wärmeleitkörper und dem Pumpengehäuse sich ebenso als besonders günstig erweist wie die Möglichkeit, den zweiten Wärmeleitkörper an dem Pumpengehäuse in einem Bereich anzuordnen, in dem innerhalb des Pumpengehäuses die geförderte Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit strömt, so dass sich ein hervorragender Wärmeeintrag in die Flüssigkeit ergibt.
  • Sind in dem weiter oben aufgezeigten Sinne mehrere, insbesondere unterschiedlich ausgeführte Heatpipes vorgesehen, so sind diese, wenn im Sinne der vorstehend erläuterten Weiterbildung der Erfindung genau ein ringförmiger, den ersten Wärmeleitkörper umgebender zweiter Wärmeleitkörper vorgesehen ist, besonders bevorzugt im wesentlichen speichenförmig radial angeordnet. Dies erweist sich wiederum im Hinblick auf eine besonders kompakte Bauweise sehr leistungsfähiger Förderaggregate als äußerst günstig. Und auch die Möglichkeit eines weitgehend homogenen Wärmeeintrages in das Pumpengehäuse ist vorteilhaft.
  • Im Interesse höchster Sicherheit bei typischen Anwendungen erfindungsgemäßer Förderaggregate halten der erste Wärmeleitkörper einerseits und der mindestens eine zweite Wärmeleitkörper sowie das Pumpengehäuse andererseits im Bereich des elektrisch isolierenden Zwischenraumes zueinander einen Abstand von mindestens 5 mm ein. Dies gilt namentlich dann, wenn der Zwischenraum mit Luft gefüllt ist. Ist der besagte Zwischenraum indessen mit einem anderen Isoliermedium gefüllt, beispielsweise einer Isolierflüssigkeit, so können sich andere Abstände als ausreichend bzw. zweckmäßig erweisen.
  • Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der mindestens eine zweite Wärmeleitkörper an einer dem Pumpenlaufrad benachbarten Wand des Pumpengehäuses angebracht. Aufgrund der dort herrschenden Strömungsverhältnisse innerhalb der zu fördernden Flüssigkeit liegen benachbart dem Pumpenlaufrad typischerweise besonders günstige Voraussetzungen für eine effiziente Einleitung der von der elektronischen Leistungssteuerung abgeführten Wärme in die zu fördernde Flüssigkeit vor. Wärmestaus und lokale Überhitzungen, die u. U. zu einem Sieden der geförderten Flüssigkeit führen könnten, werden auf diese Weise zuverlässig vermieden. Insoweit ist diese Weiterbildung insbesondere von Vorteil für Anwendungen, die die Förderung niedrig siedender Flüssigkeiten (z. B. Kraftstoff) betreffen. In diesem Sinne handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Förderaggregat gemäß einer bevorzugten Weiterbildung um eine Kraftstoffpumpe. Das Pumpengehäuse kann dabei insbesondere teilweise in einen Kraftstofftank eintauchen, dessen Wand direkt mit dem Pumpengehäuse, welches zu diesem Zweck über einen entsprechenden Flansch verfügt, verbunden ist. Der Elektromotor kann dabei in dem Pumpengehäuse untergebracht und von der zu fördernden Flüssigkeit (z. B. Kraftstoff) umspült sein. Dies entbindet von der Notwendigkeit, gesonderte Einrichtungen zur Kühlung des Elektromotors vorzusehen. Namentlich bei einer solchen Anwendung ist der Elektromotor im Interesse einer hohen Sicherheit bevorzugt als bürstenloser, elektronisch kommutierter Gleichstrommotor ausgeführt. Gerade bei einer solchen Ausführung erweist sich wiederum, und zwar wegen der in der elektronischen Leistungssteuerung erzeugten Verlustwärme, die Ausführung des Förderaggregats gemäß der vorliegenden Erfindung und der durch diese möglichen effizienten Ableitung der Verlustwärme in die zu fördernde Flüssigkeit ohne Einbuße an Sicherheit als besonders günstig.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand zweier in der Zeichnung veranschaulichter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
  • 1 in perspektivischer, geschnittener Ansicht den Zusammenbau eines einen Teil eines Pumpengehäuses bildenden Lagerdeckels und eines und Aufnahmetopfes für die elektronische Leistungssteuerung,
  • 2 einen Axialschnitt den Zusammenbau nach 1 mit darin eingesetzter elektronischer Leistungssteuerung und
  • 3 eine andere bevorzugte Ausführung von erstem und zweitem Wärmeleitkörper und den diese miteinander verbindenden Heatpipes.
  • Ein in üblicher Weise ausgeführtes und daher nur im Umfang des Pumpengehäusedeckels 1 dargestelltes Pumpengehäuse, welches in als solches bekannter Weise entsprechende Eintritts- und Austrittsstutzen aufweist und einen elektronisch kommutierten Elektromotor und ein von dessen Rotor angetriebenes Laufrad aufnimmt, wird stirnseitig durch den Pumpengehäusedeckel 1 verschlossen. Für eine Abdichtung des Pumpengehäusedeckels 1 gegenüber der entsprechenden Öffnung des Pumpengehäusemantels ist am Umfang des Zylinderabschnitts 2 eine in eine Nut 3 einzusetzende Dichtung vorgesehen. An seinem Boden 4 weist der Pumpengehäusedeckel 1 auf seiner dem Inneren des Pumpengehäuses zugewandten Seite eine Lagerbuchse 5 für die Rotorwelle auf. Der Zylinderabschnitt 2 geht in einen Flansch 6 über.
  • In den insoweit etwa napfförmigen Pumpengehäusedeckel 1 ist ein Aufnahmetopf 7 für die elektronische Leistungssteuerung eingesetzt. Dieser liegt mit seinem Boden 8, nämlich mit einer ringförmigen Kontaktfläche an dessen Stirnseite, an einer Ringfläche des Pumpengehäusedeckels 1 an, die durch einen Ringbereich 9 mit einer gegenüber dem Zentrum größeren Wandstärke gebildet ist. Von dem Ringbereich 9 ist eine zentrale Zone 10 umschlossen, in der der Boden 8 des Aufnahmetopfes 7 und der Boden 4 des Pumpengehäusedeckels 1 einen Abstand zueinander einhalten. Der Aufnahmetopf 7 besteht aus Aluminium und weist daher eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit auf.
  • Auf der Innenseite des Aufnahmetopfes 7 sind an dessen Boden 8 zwei zweite Wärmeleitkörper 11 angebracht. Der Boden 8 des Aufnahmetopfes 7 bildet auf diese Weise im Sinne der obigen Ausführungen ein Zwischenteil 12, über das die beiden zweiten Wärmeleitkörper 11 wärmeleitend mit dem Pumpengehäusedeckel 1 in Verbindung stehen. Die beiden zweiten Wärmeleitkörper 11 sind gegenüber dem Ringbereich 9 des Pumpengehäusedeckels 1 dergestalt radial nach innen versetzt, dass von jenen Abschnitten des Zwischenteils 12, an denen auf der betreffenden einen Seite die beiden Wärmeleitkörper 11 anliegen, jeweils nur ein Teilbereich auf der anderen Seite an dem Pumpengehäusedeckel 1 anliegt.
  • Jeder der beiden zweiten Wärmeleitkörper 11 weist eine Bohrung 13 auf. In diese ist jeweils ein Heatpipe 14 wärmeleitend eingesetzt. Die beiden Heatpipes 14 sind gekröpft ausgeführt, indem sie einen 90°-Bogen beschreiben. Jene Abschnitte 15 der Heatpipes, die von der Anbindung an den zugeordneten zweiten Wärmeleitkör per 11 entfernt sind und der Anbindung an einen zugeordneten ersten Wärmeleitkörper 16 dienen, erstrecken sich somit im wesentlichen parallel zur Achse A des Rotors.
  • Die elektronische Leistungssteuerung 17 ist auf einer aus Aluminium bestehenden Tragstruktur 18 aufgebaut, welche zugleich den ersten Wärmeleitkörper 16 bildet, mit dem die Verlustwärme erzeugenden Komponenten der elektronischen Leistungssteuerung 17 wärmeleitend verbunden sind. Die Tragstruktur 18 ist mit den beiden Heatpipes 14 jeweils im Bereich von deren Abschnitten 15 wärmeleitend verbunden. Hierzu weist die Tragstruktur 18 Aussparungen auf, an denen die Heatpipes 14 flächig anliegen. Die dauerhafte Verbindung der Heatpipes 14 mit der Tragstruktur 18 kann dabei insbesondere durch eine Lötung sichergestellt sein. Die Tragstruktur ist so gestaltet, dass die freien Enden 19 der Heatpipes 14 nicht verdeckt sind; im Falle einer Überhitzung der Heatpipes 14 über ein zulässiges Temperaturniveau hinaus schmilzt eine dort angeordnete thermische Sicherung, so dass das Wärmeleitmedium aus den Heatpipes 14 entweichen kann und die Wärmeübertragung zu den zweiten Wärmeleitkörpern 11 drastisch reduziert wird.
  • Zu erkennen ist der Zeichnung weiterhin eine Auflage 20 auf jedem der beiden zweiten Wärmeleitkörper 11. Diese Auflagen bestehen aus einem elektrisch und thermisch isolierenden Material wie PTFE oder dergl. Der erste Wärmeleitkörper 16, d. h. die Tragstruktur 18 der in den Aufnahmetopf 7 eingesetzten, die elektronische Leistungsteuerung 17 bildenden Baugruppe kann sich auf diese Weise ohne nachteilige Auswirkungen auf die Funktion – über besagte Auflagen 20 – auf den beiden zweiten Wär meleitkörpern 11 abstützen. Im übrigen hält die Tragstruktur 18 in jenen Bereichen, in denen auf ihr elektronische Komponenten aufgebaut sind, von dem Aufnahmetopf 7 im Bereich des Zwischenraumes Z einen Abstand von mehr als 5 mm ein. Ebenfalls zu erkennen ist ein Auflage- und Zentrierring 21, der die Grundplatte 22 der Tragstruktur 18 randseitig umgibt. Und auch eine explosionsgeschützte Kabeldurchführung 23, durch welche hindurch die elektronische Leistungssteuerung 17 mit der Statorwicklung des Elektromotors verbunden ist, ist zu erkennen.
  • Die in 3 gezeigte Abwandlung der die Wärmeabfuhr von der elektronischen Leistungssteuerung 17' in das (nicht gezeigte) Pumpengehäuse bewirkenden Struktur umfasst einen ersten Wärmeleitkörper 16', der ein nach unten von der Grundplatte 22' vorspringender integraler Bestandteil der Tragstruktur 18' ist, auf welcher die elektronische Leistungssteuerung 17' aufgebaut ist. Es ist genau ein zweiter Wärmeleitkörper 11' vorgesehen, welcher ringförmig ausgeführt ist und den ersten Wärmeleitkörper 16' außen umgibt. Zwischen dem ersten Wärmeleitkörper 11' und dem zweiten Wärmeleitkörper 16' erstrecken sich sechs radial speichenförmig angeordnete Heatpipes 14'. Der zweite Wärmeleitkörper 11' kann direkt an dem Pumpengehäuse angebracht sein oder aber, entsprechender Bauweise nach den 1 und 2, mittelbar über ein Zwischenstück. Auch im übrigen lassen sich die Gestaltungsmerkmale und die diese betreffenden Erläuterungen zu den 1 und 2 auf die in 3 veranschaulichte Ausführungsform übertragen.

Claims (22)

  1. Förderaggregat für flüssige Medien, umfassend einen Elektromotor, ein von dessen Rotor angetriebenes Pumpenlaufrad, ein von dem zu fördernden Medium durchströmtes Pumpengehäuse und eine außerhalb des Pumpengehäuses angeordnete elektronische Leistungssteuerung (17, 17') mit Verlustwärme erzeugenden Komponenten, wobei die Verlustwärme erzeugenden Komponenten der elektronischen Leistungssteuerung thermisch leitend mit mindestens einem ersten Wärmeleitkörper (16, 16') in Verbindung stehen, der über mindestens ein Heatpipe (14, 14') thermisch mit mindestens einem zweiten Wärmeleitkörper (11, 11') gekoppelt ist, welcher thermisch leitend mit dem Pumpengehäuse in Verbindung steht, wobei ferner zwischen dem ersten Wärmeleitkörper (16, 16') einerseits und dem Pumpengehäuse und dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper andererseits ein von dem mindestens einen Heatpipe durchsetzter elektrisch isolierender Zwischenraum (Z) besteht, wobei der mindestens eine erste Wärmeleitkörper (16, 16') mit dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper (11, 11') über das mindestens eine Heatpipe (14, 14') elektrisch leitend verbunden ist.
  2. Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heatpipe (14, 14') eine Übertemperatur-Sicherung aufweist, die bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur öffnet.
  3. Förderaggregat nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Heatpipes (14, 14') vorgesehen ist.
  4. Förderaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei verschiedene, mit unterschiedlichen Wärmeleitmedien gefüllte Heatpipes (14, 14') vorgesehen sind.
  5. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Wärmeleitkörper (16, 16') die Tragstruktur (18, 18') der die elektronische Leistungssteuerung (17, 17') bildenden Baugruppe oder einen integralen Bestandteil der Tragstruktur (18, 18') bildet.
  6. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zweite Wärmeleitkörper (11, 11') über ein aus einem hochwärmeleitfähigen Material bestehendes Zwischenteil (12), welches insbesondere Teil eines die elektronische Leistungssteuerung (17, 17') aufnehmenden Aufnahmetopfes (7) sein kann, mit dem Pumpengehäuse in Verbindung steht.
  7. Förderaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von jenen Abschnitten des Zwischenteils (12), an denen auf der betreffenden einen Seite der mindestens eine zweite Wärmeleitkörper (11, 11') anliegt, nur ein Teilbereich auf der anderen Seite an dem Pumpengehäuse anliegt.
  8. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mindestens eine erste Wärmeleitkörper (16, 16') über eine thermisch und elektrisch isolierende Auflage (20) auf dem mindestens einen zweiten Wärmeleitkörper (11, 11') abstützt.
  9. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Heatpipe (14) gekröpft ausgeführt ist.
  10. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein zweiter Wärmeleitkörper (11, 11') vorgesehen ist.
  11. Förderaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeleitkörper (11') ringförmig geschlossen ausgeführt ist.
  12. Förderaggregat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeleitkörper (11') den ersten Wärmeleitkörper (16') außen umgibt.
  13. Förderaggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass und die minimale Entfernung des ersten Wärmeleitkörpers (16') von einem ihm gegenüberliegenden ersten Abschnitt des Pumpengehäuses bzw. eines mit diesem elektrisch leitend verbundenen Bauteils geringer ist als die maximale Erhebung des mindestens einen zweiten Wärmeleitkörpers (11') gegenüber dem besagten ersten Abschnitt des Pumpengehäuses bzw. des mit diesem elektrisch leitend verbundenen Bauteils.
  14. Förderaggregat nach den Ansprüchen 3 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heatpipes (14') im wesentlichen speichenförmig radial angeordnet sind.
  15. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeleitkörper (16, 16') einerseits und das Pumpengehäuse, mit diesem elektrisch leitend verbundenen Komponenten sowie der mindestens eine zweite Wärmeleitkörper (11, 11') andererseits im Bereich des Zwischenraumes (Z), soweit dieser mit Luft gefüllt ist, zueinander einen Abstand von mindestens 5 mm einhalten.
  16. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zweite Wärmeleitkörper (11, 11') an einer dem Pumpenlaufrad benachbarten Wand des Pumpengehäuses angebracht ist bzw. über ein Zwischenteil (12) mit dieser in Verbindung steht.
  17. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Elektromotor um einen bürstenlosen, elektronisch kommutierten Gleichstrommotor handelt.
  18. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei ihm um eine Kraftstoffpumpe handelt.
  19. Förderaggregat nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse teilweise in einen Kraftstofftank eintaucht, dessen Wand dichtend mit dem Pumpengehäuse verbunden ist.
  20. Förderaggregat nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor in dem Pumpengehäuse untergebracht und von Kraftstoff umspült ist.
  21. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Leistungssteuerung (17, 17') in einem becherförmigen, durch einen Deckel verschließbaren Aufnahmetopf (7) angeordnet ist.
  22. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlustwärme erzeugenden Komponenten der elektronischen Leistungssteuerung (17, 17') eine Spitzenwärmeleistung von nicht weniger als 100 Watt abgeben.
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