DE102011082705A1

DE102011082705A1 - Pumpe, insbesondere Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102011082705A1
Application number: DE201110082705
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2013-03-14
Also published as: WO2013037540A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, aufweisend ein eine Pumpeinrichtung mit einer Pumpenwelle (5) aufnehmendes Pumpengehäuse (3), wobei ein mit der Pumpeinrichtung verbundener und dem Antrieb der Pumpeinrichtung bildender Elektromotor (2) vorgesehen ist. Erfindungsgemäß wird eine Pumpe bereitgestellt, deren Antrieb so vereinfacht ist, dass ein beliebiger, platzsparender Anbau an eine Maschine, an der die Pumpe angebaut ist, möglich ist. Erreicht wird dies dadurch, dass ein Stator (15) des Elektromotors (2) in das Pumpengehäuse (3) integriert ist und dass der Rotor (27) des Elektromotors (2) mit einem Drehteil der Pumpeinrichtung verbunden ist. Dabei bildet das Pumpengehäuse (3) gleichzeitig das Gehäuse des Elektromotors (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine, aufweisend eine Pumpeinrichtung mit einer Pumpenwelle aufnehmendes Pumpengehäuse, wobei ein mit der Pumpeinrichtung verbundener und den Antrieb der Pumpeinrichtung bildender Elektromotor vorgesehen ist.
Stand der Technik
Eine derartige Pumpe ist aus der DE 23 36 307 A1 bekannt. Diese Pumpe ist als Flügelzellenpumpe ausgebildet, die in ein eigenständiges Pumpengehäuse eingebaut ist. An das Pumpengehäuse ist ein Elektromotor mit einem Elektromotorengehäuse angeflanscht und die Pumpenwelle der Flügelzellenpumpe ist über einen Mitnehmerkörper mit der Welle des Elektromotors verbunden. Im Ergebnis sind zwei eigenständige Bauteile, nämlich der Elektromotor und die Flügelzellenpumpe zur Bildung eines Kombinationsgeräts miteinander verbunden.
Aus der DE 10 2006 029 553 A1 ist weiterhin bekannt, eine Ölpumpe und eine Vakuumpumpe zu einem Pumpenmodul zusammenzufassen. Diese beiden Pumpen weisen jeweils eigenständige Gehäuse auf, die miteinander verschraubt sind. Angetrieben wird dieses Pumpenmodul mittels eines Zahnrads, das an der Pumpenwelle der Ölpumpe befestigt ist und in geeigneter Weise über eine Kette angetrieben wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe bereit zu stellen, deren Antrieb so vereinfacht ist, dass ein beliebiger, platzsparender Anbau der Pumpe an eine Maschine möglich ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Stator des Elektromotors in das Pumpengehäuse integriert ist und dass der Rotor des Elektromotors mit einem Drehteil der Pumpeinrichtung verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung baut das Modul, bestehend aus der Pumpe und dem Elektromotor, wesentlich kompakter und weist darüber hinaus ein deutlich geringeres Gewicht als die zum Stand der Technik beschriebene Lösung auf. Dadurch ist es ermöglicht, das Modul an nahezu beliebiger Stelle der Maschine, an der das Modul angebaut werden soll, zu platzieren. Der Elektromotor kann zudem in einfacher Weise bezüglich seiner Drehzahl und Leistung geregelt werden, was bei einem mechanischen Antrieb nur mit einer aufwendigen zusätzlich zu verbauenden Getriebeeinheit möglich ist. Somit kann im Ergebnis die Förderleistung der Pumpe einfach an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden. Der kompakte Aufbau des Moduls und die einfache Möglichkeit der Leitungs- und Drehzahlregulierung beziehungsweise Regulierung der Förderleistung trägt mit zu einer CO₂-Reduzierung bei, die von der Maschine mit dem angebauten Modul ausgeht. Die Maschine ist beispielsweise eine selbstzündende oder fremdgezündete Brennkraftmaschine, die zum Antrieb von Geräten oder beliebigen Fahrzeugen eingesetzt wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Elektromotor benachbart zu einem Deckel in eine Ausnehmung des Pumpengehäuses eingesetzt. Für diese Anordnung ist es leicht möglich, ein vorhandenes Pumpengehäuse entsprechend zu modifizieren. Dabei ermöglicht es der erfindungsgemäße Einbau in die Ausnehmung bei Bedarf, den Elektromotor problemlos aus dem Pumpengehäuse zu demontieren. Dadurch ist beispielsweise in einem Schadensfall ein problemloser und kostengünstiger Wechsel einer beschädigten Komponente möglich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Pumpengehäuse gleichzeitig das Elektromotorengehäuse. Der Elektromotor weist also kein eigenes Gehäuse auf. Vielmehr ist das Pumpengehäuse so ausgebildet, dass die insbesondere gehäusefest anzuordnenden Bauteile des Elektromotors direkt in das Pumpengehäuse eingebaut sind. Dabei ist die Anordnung dieser Bauteile normalerweise so gewählt, dass diese Bauteile nicht mit dem mit der Pumpeinrichtung der Pumpe geförderten Medium in Kontakt kommen.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Läufer der Elektromotors mit der Pumpenwelle der Pumpeinrichtung verbunden. In weiterer Ausgestaltung ist der Läufer des Elektromotors die Pumpenwelle der Pumpeinrichtung. Diese Ausgestaltung erspart eine Kupplung zwischen den sonst verbauten zwei Wellen, wobei darüber hinaus die Lagerung nur einer Welle, nämlich der Pumpenwelle deutlich vereinfacht ist. Zudem ist das Auftreten von Fluchtfehlern von zwei miteinander zu verbindenden Wellen und die Notwendigkeit, solche Fluchtfehler auszugleichen, ausgeschlossen beziehungsweise beseitigt.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Läufer mit einem Außenzahnrad der als Zahnradpumpe ausgebildeten Pumpeinrichtung verbunden. Auch diese Ausgestaltung trägt zu einem kompakten Aufbau des Moduls, bestehend aus der Pumpe und dem Elektromotor, bei.
In Weiterbildung der Erfindung sind Magnete des Läufers an der Pumpenwelle und/oder dem Außenzahnrad angeordnet beziehungsweise befestigt. Auch diese Ausgestaltung trägt zu einem einfachen Aufbau und einer kompakten Ausgestaltung des Moduls bei.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Pumpeinrichtung eine Flügelpumpe, insbesondere eine Flügelzellenpumpe. Eine solche Flügelzellenpumpe eignet sich besonders zur Förderung von flüssigen und gasförmigen Medien.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Pumpeinrichtung eine Zahnradpumpe, insbesondere eine Innenzahnradpumpe. Eine Zahnradpumpe ist besonders zur Förderung von einem flüssigen Medium, wie insbesondere Öl, geeignet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest eine Zusatzpumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe mit der Pumpe kombiniert. Dabei weisen die Pumpe und die Zusatzpumpe bevorzugt ein gemeinsames Pumpengehäuse auf, in das auch – wie zuvor beschrieben – der Elektromotor integriert ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Pumpe bevorzugt eine Ölpumpe einer Brennkraftmaschine und als Innenzahnradpumpe ausgebildet, während die Zusatzpumpe eine Vakuumpumpe ist, die in einem gasbefüllten System ein Vakuum oder einen Unterdruck erzeugt. Die Vakuumpumpe ist bevorzugt als Flügelzellenpumpe ausgebildet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1a einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer als Flügelzellenpumpe ausgebildeten Pumpe mit einem integrierten Elektromotor,
1b einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer als Flügelzellenpumpe ausgebildeten Pumpe mit einem integrierten Elektromotor und
2 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer als Innenzahnradpumpe ausgebildeten Pumpe mit integriertem Elektromotor und kombinierter Zusatzpumpe in Form einer Vakuumpumpe.
Ausführungsformen der Erfindung
Das in der 1a dargestellte Modul, bestehend aus einer als Ölpumpe 1 ausgebildeten Pumpe und einem in die Pumpe beziehungsweise dessen Pumpengehäuse 3 integrierten Elektromotor 2 ist insbesondere zum Anbau an eine Brennkraftmaschine ausgebildet und dient insbesondere zur Ölversorgung der Schmierstellen der Brennkraftmaschine beziehungsweise eventueller ölgeschmierter Anbaugeräte der Brennkraftmaschine.
Das Modul, bestehend aus der Ölpumpe 1 und dem Elektromotor 2 weist das Pumpengehäuse 3 auf, das zylinderförmig ausgebildet ist und mit zwei gegenüberliegenden Deckeln 4a, 4b verbunden, beispielsweise verschraubt ist. Die Ölpumpe 1 und der Elektromotor 2 weisen eine gemeinsame Pumpenwelle 5 auf, die in geeigneter Weise in dem Pumpengehäuse 3 gelagert ist. Auf der Ölpumpenseite weist die Pumpenwelle Längsnuten 6 auf, in Flügel 7 der als Flügelzellenpumpe ausgebildeten Ölpumpe 1 eingesetzt sind. Die insbesondere vier symmetrisch auf dem Umfang der Pumpenwelle 5 angeordneten Flügel 7, deren Anzahl aber beliebig wählbar ist, werden jeweils von einer Feder 8, die in eine entsprechende Vertiefung der Längsnut 6 eingesetzt sind, gegen eine Innenwand 9 einer den Pumpenarbeitsraum 10 bildenden Zylinderausnehmung in dem Pumpengehäuse 3 gedrückt. Der Pumpenarbeitsraum 10 ist exzentrisch zu der Pumpenwelle 5 ausgerichtet und der Pumpenarbeitsraum 10 ist weiter mit einem Zulauf 11 und einem Auslauf 12, die beide in den Deckel 4a eingelassen sind, verbunden. Durch die exzentrische Anordnung des Pumpenarbeitsraums 10 wird bei einer Drehbewegung der Pumpenwelle 5 durch den Zulauf 11 in den Pumpenarbeitsraum 10 eingeführtes Öl von den Flügeln 7 in den Rücklauf 12 gefördert. Zur Abdichtung der Ölpumpe 1 zur Umgebung ist im Bereich zwischen dem Deckel 4a und dem Pumpengehäuse 3 in eine umlaufende Ausnehmung in dem Pumpengehäuse 3 ein Runddichtring 13a eingesetzt. Zur Abdichtung der Pumpenwelle 5 gegenüber dem Elektromotor 2 kann die Pumpenwelle 5 im Bereich zwischen der Ölpumpe 1 und dem Elektromotor 2 über eine geeignete Dichtung gegenüber dem Pumpengehäuse 3 abgedichtet sein.
Auf der gegenüberliegenden Seite, nämlich der des Deckels 4b weist das Pumpengehäuse 3 eine Ausnehmung 14 auf, in die ein Stator 15 des Elektromotors 2 mit einer Wicklung 16 eingesetzt ist. Im Bereich des Stators 15 beziehungsweise der Wicklung 16 sind in die Pumpenwelle 5 Magnete 17 eingelassen. Die Pumpenwelle 5 und die Magnete 17 bilden in diesem zusammenwirkenden Bereich den Rotor 27 des Elektromotors 2. Bei einer Bestromung der Wicklung wird die Pumpenwelle 5 von den Magneten 17 in eine Drehbewegung versetzt. Der Deckel 4b ist ebenfalls gegenüber dem Pumpengehäuse 3 mittels eines Runddichtrings 13b abgedichtet.
Der in der 1b teilweise dargestellte Querschnitt durch die Ölpumpe 1 zeigt den zuvor beschriebenen Aufbau der Ölpumpe 1 insbesondere im Bereich des Pumpenarbeitsraums 10.
2 zeigt ein Modul, bestehend aus einer Ölpumpe 1, einem Elektromotor 2 und einer als Vakuumpumpe 18 ausgebildeten Zusatzpumpe. Das Modul weist ein entsprechend der Ausführungsform gemäß den 1a, 1b gemeinsames Pumpengehäuse 3 auf, das auch hier von zwei gegenüberliegenden Deckeln 4a, 4b verschlossen ist. Die Deckel sind wiederum über Runddichtringe 13a, 13b gegenüber dem Pumpengehäuse 3 abgedichtet. Bei dieser Ausführungsform ist hinter dem Deckel 4b die Ölpumpe 1 und der Elektromotor 2 angeordnet, während hinter dem Deckel 4a die Vakuumpumpe 18 positioniert ist. Die Vakuumpumpe 18 ist analog zu der Ölpumpe 1 der Ausführungsform gemäß den 1a, 1b als Flügelzellenpumpe ausgebildet. Entsprechend wird auf die diesbezügliche Beschreibung der 1a, 1b verwiesen. Das Modul weist eine gemeinsame Pumpenwelle 5 auf, die in dem Pumpengehäuse 3 und den Deckeln 4a, 4b gelagert ist. In den Deckel 4a ist ein Luftzulauf 19 und ein Luftrücklauf 20 integriert, wobei der Luftzulauf 19 und der Luftrücklauf 20 mit entsprechenden Rückschlagventilen verschaltet sind. Durch den Luftzulauf 19 gelangt gasförmiges Medium, insbesondere Luft in einen Vakuumpumpenarbeitsraum 21 und wird durch den Luftrücklauf 20 aus dem Vakuumpumpenarbeitsraum 21 hinaus gefördert. Ist der Luftzulauf 19 mit einem geschlossenen, mit Luft befüllten Behälter verbunden, wird in diesem Behälter ein Vakuum beziehungsweise ein Unterdruck erzeugt.
Auf der gegenüberliegenden Seiten weist die Pumpenwelle 5 einen Flansch 22 auf, auf dem ein Außenzahnrad 23 aufgesetzt, beispielsweise aufgeschrumpft ist. Dabei sind in dem Außenumfang des Außenzahnrads 23 wiederum Magnete 17 eingelassen. Entsprechend bilden hier das Außenzahnrad 23 und die Magnete 17 in dem zusammenwirkenden Bereich den Rotor 27 des Elektromotors 2. Radial außen an den Flansch 22 beziehungsweise an das Außenzahnrad 23 mit dem eingesetzten Magneten 17 ist in der auch hier vorhandenen Ausnehmung 14 der Stator 15 des Elektromotors 2 mit der Wicklung 16 angeordnet. Die Wicklung 16 ist mit einem elektrischen Anschluss 24 verbunden, der durch eine Durchführung in dem Pumpengehäuse 3 nach außen geführt ist.
Mit dem Außenzahnrad 23 kämmt ein Innenzahnrad 25 wie dargestellt im oberen Bereich des Außenzahnrads 23. Das Innenzahnrad 25 ist exzentrisch zu dem Außenzahnrad 23 angeordnet und ist somit im unteren Bereich des Außenzahnrads 23 beabstandet zu diesem angeordnet. In den hier gebildeten Freiraum zwischen dem Außenzahnrad 23 und dem Innenzahnrad 25 ist ein sichelförmiges Element 26 ortsfest angeordnet, das den gebildeten Freiraum ausfüllt. Weiterhin ist in den Deckel 4b der Zulauf 11 und der Auslauf 12 in beziehungsweise aus dem Pumpenarbeitsraum 10 angeordnet. Bei einer Drehbewegung der Ölpumpe 1 wird das in dem Pumpenarbeitsraum 10 eingeführte Öl in den Auslauf 12 gefördert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2336307 A1 [0002]
DE 102006029553 A1 [0003]

Claims

Pumpe, insbesondere Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, aufweisend ein eine Pumpeinrichtung mit einer Pumpenwelle (5) aufnehmendes Pumpengehäuse (3), wobei ein mit der Pumpeinrichtung verbundener und dem Antrieb der Pumpeinrichtung bildender Elektromotor (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stator (15) des Elektromotors (2) in das Pumpengehäuse (3) integriert ist und dass der Rotor (27) des Elektromotors (2) mit einem Drehteil der Pumpeinrichtung verbunden ist.
Pumpen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) benachbart zu einem Deckel (4b) in eine Ausnehmung (14) des Pumpengehäuses (3) eingesetzt ist.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (3) das Elektromotorengehäuse ist.
Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (27) des Elektromotors (2) mit der Pumpenwelle (5) der Pumpeinrichtung verbunden ist.
Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (27) des Elektromotors (2) die Pumpenwelle (5) der Pumpeinrichtung ist.
Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (27) mit einem Außenzahnrad 23 der Pumpeinrichtung verbunden ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Magnete (17) des Rotors (27) an der Pumpenwelle (5) und/oder dem Außenzahnrad (23) angeordnet sind.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung eine Flügelpumpe ist.
Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung eine Flügelzellenpumpe ist.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung eine Zahnradpumpe, insbesondere eine Innenzahnradpumpe ist.
Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Zusatzpumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe (18) mit der Pumpe kombiniert ist.
Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe und die Zusatzpumpe ein gemeinsames Pumpengehäuse (3) aufweisen.