DE102015108373A1 - Elektropumpe - Google Patents

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DE102015108373A1
DE102015108373A1 DE102015108373.6A DE102015108373A DE102015108373A1 DE 102015108373 A1 DE102015108373 A1 DE 102015108373A1 DE 102015108373 A DE102015108373 A DE 102015108373A DE 102015108373 A1 DE102015108373 A1 DE 102015108373A1
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Hong Liang Zhang
Chuang YU
Dai Gang LI
Yan Ping REN
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Johnson Electric SA
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Johnson Electric SA
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Abstract

Eine elektrische Pumpe hat ein Pumpengehäuse (12), einen Motor (14) und ein Antriebsrad (16). Das Pumpengehäuse (12) hat einen Einlass (18) und einen Auslass (20). Der Motor hat einen Stator (22) und einen Rotor (24) mit einem dazwischen gebildeten Luftspalt (25). Der Stator hat einen Statorkern (26) mit einem Joch (32) und mit Zähnen, die sich von dem Joch radial nach innen erstrecken. Eine Statorwicklung (29) ist um jeden Zahn herumgeführt. Die Zähne umfassen eine Vielzahl von ersten Zähnen (36) und eine Vielzahl von zweiten Zähnen (38), die alternierend angeordnet sind. Nuten (42) sind entsprechend jedem der ersten Zähne (36) in der Außenfläche des Jochs gebildet, und die ersten Zähne und die zweiten Zähne haben eine unterschiedliche Form, so dass der Statorkern einen symmetrisch verteilten Magnetkreis hat.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft Elektropumpen und insbesondere eine längerlebige Flüssigkeitspumpe.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Elektrische Flüssigkeitspumpen sind im Automobilsektor weit verbreitet. Zum Beispiel werden Kühlmittelpumpen verwendet, um eine Antriebsmaschine mit Kühlmittel zu versorgen. Kraftstoffpumpen werden verwendet, um eine Antriebsmaschine mit Kraftstoff zu versorgen. Elektropumpen dieses Typs haben ein Pumpengehäuse, einen Motor, der in dem Pumpengehäuse installiert oder mit dem Pumpengehäuse verbunden ist, und ein Antriebsrad, das durch den Motor angetrieben wird. Die Flüssigkeit, zum Beispiel das Kühlmittel oder der Kraftstoff, wird durch das sich drehende Antriebsrad angetrieben.
  • Der Motor ist ein wesentlicher Bestandteil einer solchen Elektropumpe. Der Motor ist ständig im Einsatz, wenn das Fahrzeug im Einsatz ist. Aus diesem Grund muss der Motor stabil arbeiten, äußerst zuverlässig und langlebig sein. Das Lager zum Stützen des Rotors ist am stärksten anfällig in dem Motor. Ist das Lager abgenutzt, arbeitet der Motor nicht mehr normal. Einer der Hauptgründe für einen Ausfall des Lagers sind weitgehend unsymmetrische radiale Kräfte, die die Reibung zwischen dem Rotor und dem Lager erhöhen.
  • Bei einer früheren Bauform eines Motors der Anmelderin, der für Kraftstoffpumpen oder Kühlmittelpumpen vorgesehen ist, sind in einer Außenfläche eines Statorkerns Führungsnuten gebildet, die als Kraftstoff- oder Kühlmittelkanäle wirken. Bei dieser früheren Bauform sind Wicklungen nicht entsprechend den Führungsnuten um Zähne des Stators herumgeführt, sondern sind nur um Zähne des Stators herumgeführt, die zu den Führungsnuten versetzt sind. Man hat festgestellt, dass diese Vorgehensweise zu großen unsymmetrischen radialen Kräften führt, die den Verschleiß des Lagers fördern und sich nachteilig auf die Lebensdauer des Produkts auswirken.
  • Hinzu kommt, dass unsymmetrische radiale Kräfte auch zu starkem Rauschen führen.
  • KURZE ZUSAMMENFASSNG DER ERFINDUNG
  • Aus diesem Grund wird eine Motorkonstruktion und insbesondere ein Motorstator gewünscht, bei dem unsymmetrische radiale Kräfte eliminiert oder reduziert werden. Ebenso wird eine Elektropumpe gewünscht, in der die vorgenannte Motorkonstruktion verwendet wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Pumpe angegeben, umfassend: ein Pumpengehäuse mit einem Ausströmraum; einen in dem Pumpengehäuse aufgenommenen Motor; ein Antriebsrad, das in dem Ausströmraum angeordnet ist und durch den Motor angetrieben wird; wobei das Pumpengehäuse einen Einlass und einen Auslass hat, der Motor einen Stator und einen in dem Stator angeordneten Rotor mit einem zwischen Stator und Rotor gebildetem Luftspalt aufweist, der Stator einen Statorkern und eine Statorwicklung hat und der Statorkern ein Joch und eine Vielzahl von Zähnen umfasst, die sich von dem Joch radial nach innen erstrecken, wobei die Statorwicklung um jeden der Zähne herumgeführt ist, die Zähne eine Vielzahl von ersten Zähnen und eine Vielzahl von zweiten Zähnen umfassen, die in einer Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind, Führungsnuten entsprechend jedem der ersten Zähne in einer Außenfläche des Jochs gebildet sind, und die ersten Zähne und die zweiten Zähne eine unterschiedliche Form aufweisen, so dass der Statorkern einen symmetrisch verteilten Magnetkreis hat.
  • Vorzugsweise ist eine Dicke von Bereichen des Jochs, die an die Nuten angrenzen, kleiner als eine Dicke von Bereichen des Jochs, die von den Nuten entfernt sind, und eine Breite der ersten Zähne in der Umfangsrichtung ist größer als eine Breite der zweiten Zähne in der Umfangsrichtung.
  • Vorzugsweise ist zwischen benachbarten Zähnen ein Wicklungsschlitz gebildet, der bezüglich einer Schlitzachse eine asymmetrische Form hat, und Bereiche des Wicklungsschlitzes auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schlitzachse haben im Wesentlichen die gleiche Fläche.
  • Vorzugsweise hat jeder der Zähne eine Spitze, wobei sämtliche Spitzen der Zähne die gleiche Form und die gleiche Größe aufweisen und in der Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind.
  • Vorzugsweise stehen der Einlass, die Nuten und der Auslass der Reihe nach miteinander in Verbindung, um einen Durchflusskanal zu bilden, so dass zumindest ein Teil der Flüssigkeit, die über den Einlass in die Pumpe einströmt, durch den Durchflusskanal hindurch und dann aus dem Auslass ausströmt.
  • Vorzugsweise hat die Pumpe eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit und der Motor zwischen sich eine Kammer bilden, und die Kammer steht in einer Strömungsbeziehung mit dem Durchflusskanal und in einer Wärmeaustauschbeziehung mit der Steuereinheit, wodurch Flüssigkeit, die in die Kammer einströmt, die Steuereinheit kühlt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Motorstator angegeben, umfassend einen Statorkern und eine Statorwicklung, wobei der Statorkern ein Joch und eine Vielzahl von Zähnen umfasst, die sich von dem Joch radial nach innen erstrecken, wobei die Statorwicklung um jeden der Zähne herumgeführt ist, die Zähne eine Vielzahl von ersten Zähnen und eine Vielzahl von zweiten Zähnen umfassen, die in einer Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind, wobei jedem der ersten Zähne entsprechend eine Führungsnut in einer Außenfläche des Jochs gebildet ist und die ersten Zähne und die zweiten Zähne eine unterschiedliche Form aufweisen, so dass der Statorkern einen symmetrisch verteilten Magnetkreis hat.
  • Vorzugsweise ist eine Dicke von Bereichen des Jochs, die an die Nuten angrenzen, kleiner als eine Dicke von Bereichen des Jochs, die von den Nuten entfernt sind, und eine Breite der ersten Zähne in der Umfangsrichtung ist größer als eine Breite der zweiten Zähne in der Umfangsrichtung.
  • Vorzugsweise ist zwischen benachbarten Zähnen ein Wicklungsschlitz gebildet, der bezüglich einer Schlitzachse eine asymmetrische Form hat, und eine Flächendifferenz von Bereichen des Wicklungsschlitzes auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schlitzachse ist kleiner als 10%.
  • Vorzugsweise hat jeder der Zähne eine Spitze, wobei sämtliche Spitzen der Zähne die gleiche Form und die gleiche Größe aufweisen und in der Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind.
  • Vorzugsweise ist eine Wicklungshalterung an einem oder an beiden Enden des Statorkerns angeordnet, wobei die Wicklungshalterung Vorsprünge aufweist, die den Nuten benachbart sind und derart konfiguriert sind, dass sie verhindern, dass der Stator in die entsprechende Nut hinein gelangt.
  • In Anbetracht der vorstehenden Ausführungen enthält die Pumpe einen Durchflusskanal zum Kühlen der Motorteile, so dass die Zuverlässigkeit des Motors verbessert wird. Darüber hinaus sind sämtliche Zähne des Stators mit einer Wicklung versehen, die auf die Nuten ausgerichteten Zähne und die nicht auf die Nuten ausgerichteten Zähne sind unterschiedlich dick, die an die Nuten angrenzenden Bereiche und von den Nuten entfernten Bereiche des Jochs sind unterschiedlich breit, die Zähne sind in der Umfangsrichtung symmetrisch verteilt, und sämtliche Spitzen haben die gleiche Form und sind in der Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Diese Konstruktionsmerkmale sorgen für symmetrische Magnetkreise des Stators des Motors, für ein periodisch und symmetrisch verteiltes Luftspalt-Magnetfeld und für symmetrisch verteilte Wicklungen, wodurch die unsymmetrischen radialen Kräfte eliminiert werden, das Motorgeräusch verringert wird ebenso wie der Verschleiß der Lager, so dass der Motor über eine längere Lebensdauer verfügt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Zeichnungsfigur erscheinen, sind in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, grundsätzlich identisch gekennzeichnet. Die Dimensionen von Komponenten und Merkmalen sind im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Die Figuren sind nachstehend aufgelistet.
  • 1 zeigt eine elektrische Flüssigkeitspumpe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Pumpe von 1;
  • 3 zeigt die Pumpe von 1 in einem Längsschnitt;
  • 4 zeigt einen Stator einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform;
  • 5 zeigt einen Statorkern gemäß einer Ausführungsform;
  • 5 zeigt den Magnetkreis des Motors gemäß dem Stand der Technik;
  • 7 zeigt den Magnetkreis des Motors gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein Diagramm eines Vergleichs zwischen unsymmetrischen radialen Kräften bei der älteren Bauform und bei der neuen Bauform gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 9 ist ein Diagramm eines Vergleichs zwischen dem Geräusch der Pumpe bei der älteren Bauform und bei der neuen Bauform.
  • DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Es wird auf die 1 bis 3 Bezug genommen. Die Elektropumpe 10 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat ein Pumpengehäuse 12, einen Ausströmraum 13, der Teil des Pumpengehäuses ist, einen in dem Pumpengehäuse 12 angeordneten Motor 14 und ein in dem Ausströmraum angeordnetes Antriebsrad 16. In dieser Ausführungsform hat das Pumpengehäuse 12 einen zylindrischen Körper und zwei Endabdeckungen, die mit den einander gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Pumpenkörpers verbunden sind. Der Ausströmraum 13 der Pumpe hat einen Einlass 18 und einen Auslass 20. Wenn der Motor 14 das Antriebsrad 16 dreht, wird über den Einlass 18 Flüssigkeit in das Pumpengehäuse 12 angesaugt und strömt über den Auslass 20 aus dem Pumpengehäuse 12 aus. Abhängig von dem Einsatzzweck der Pumpe 10 kann die Flüssigkeit ein in Fahrzeugen verwendetes Kühlmittel oder Kraftstoff sein.
  • Die Pumpe 10 hat ferner eine Steuereinheit 21 zum Steuern des Betriebs des Motors 14. In der dargestellten Ausführungsform sind der Einlass 18 und der Auslass 20 als Teil des Ausströmraums 13 der Pumpe an demselben Ende der Pumpe 10 angeordnet, und die Steuereinheit 21 ist an dem anderen Ende der Pumpe 10 angeordnet. Mit anderen Worten: der Einlass 18 und der Auslass 20 sind in dem Ausströmraum 13 der Pumpe vorgesehen, der an einem Ende der Endabdeckungen des Pumpengehäuses 12 angeordnet ist, und die Steuereinheit 21 ist an der anderen Endabdeckung des Pumpengehäuses 12 angeordnet. Es versteht sich, dass der Einlass 18 und der Auslass 20 in einer anderen Ausführungsform an einander gegenüberliegenden Enden der Pumpe 10 vorgesehen sein können.
  • Der Motor 14 hat einen Stator 22 und einen Rotor 24, der in dem Stator 22 angeordnet ist und sich relativ zu dem Stator 22 drehen kann. Ein Luftspalt 25 ist zwischen dem Stator 22 und dem Rotor 24 gebildet, wie in 3 gezeigt.
  • Der Stator 22 hat einen Statorkern 26, Wicklungen 29 und eine Kapselungskonstruktion 30. Zum Isolieren der Flüssigkeit von den Wicklungen 29 und dem Statorkern 26 ist die Kapselungskonstruktion 30 durch ein Überspritzungsverfahren vorzugsweise über dem Statorkern 26 gebildet. Die Kapselungskonstruktion 30 kann aus einem Material wie Kunststoff oder Harz bestehen. Der Deutlichkeit halber ist die Kapselungskonstruktion 30 in 2 zwar als separate Konstruktion dargestellt, doch versteht es sich, dass die Kapselungskonstruktion 30 und der Statorkern 26 und die Wicklungen 29 in der Praxis einen einstöckigen Körper bilden. Ähnlich kann eine Kapselungskonstruktion über dem Rotor 24 gebildet sein, um den Rotor 24 vor Korrosion zu schützen und die Magnete an dem Rotor 24 zu halten und zu positionieren. Selbstverständlich kann die Isolierung der Flüssigkeit von den Wicklungen 29 und von dem Statorkern 26 auf andere Weise realisiert sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform hat der Stator 22 ferner Wicklungshalterungen 27 und 28, die an den einander gegenüberliegenden axialen Enden des Statorkerns 26 angeordnet sind.
  • Es wird auch auf die 4 und 5 Bezug genommen. Der Statorkern 26 ist aus einer Vielzahl von geschichteten Siliziumstahllamellen gebildet. Diese Siliziumstahllamellen können miteinander verschweißt oder durch andere Verbindungsmittel miteinander verbunden sein. Der Statorkern 26 hat ein ringförmiges Statorjoch 32 und eine Vielzahl von Zähnen, die sich von den Innenflächen des Statorjochs 32 nach innen erstrecken. Jeder Zahn ist mit der Statorwicklung 29 versehen. Jeder Zahn hat an seinem distalen Ende eine Spitze 40, und sämtliche Spitzen 40 haben die gleiche Form und sind in einer Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt.
  • Die Zähne des Statorkerns 26 umfassen eine Vielzahl von ersten Zähnen 36 und eine Vielzahl von zweiten Zähnen 38. Die ersten Zähne 36 und die zweiten Zähne 38 haben eine unterschiedliche Form und sind in der Umfangsrichtung alternierend angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist die Breite der ersten Zähne in Umfangsrichtung gemessen größer als die Breite der zweiten Zähne 38.
  • Nuten 42 sind in der Außenfläche des Statorjochs 32 gebildet und auf den ersten Zahn ausgerichtet, während an den zweiten Zähnen 38 entsprechenden Stellen keine solchen Nuten 42 gebildet sind. Die Nuten 42 erstrecken sich von einem axialen Ende zu dem anderen axialen Ende des Statorkerns 26. In einigen Ausführungsformen haben die Nuten 42 die Funktion, Flüssigkeit zu führen, und sind deshalb in diesen Ausführungsform als Führungsnuten bezeichnet. Wenn die Pumpe zum Beispiel als Kühlmittelpumpe oder Kraftstoffpumpe eingesetzt wird, stehen der Einlass 18, die Nuten 42 und der Auslass 20 der Reihe nach in Verbindung miteinander, um den Durchflusskanal 44 zu bilden, wie in 3 gezeigt, so dass zumindest ein Teil der Flüssigkeit über den Einlass 18 in die Pumpe einströmt, durch den Durchflusskanal 44 hindurch zu dem anderen Ende der Pumpe, dann durch den Luftspalt 24 zwischen dem Rotor und dem Stator zurück zu dem ersten Ende der Pumpe und dann über den Auslass 20 ausströmt. Die durch den Durchflusskanal 44 hindurchströmende Flüssigkeit kann wärmeerzeugende Elemente (zum Beispiel den Stator 22 und die Steuereinheit 21 des Motors 14), die an den Durchflusskanal 44 angrenzen, kühlen. Eine Kammer 46 ist zwischen der Steuereinheit 21 und dem Motor 14 gebildet. Wärmeerzeugende Komponenten der Steuereinheit 21 stehen in einer Wärmeaustauschbeziehung mit der Kammer 46, so dass die Kammer als Wärmesenke für die Steuereinheit wirken kann. Die Kammer 46 steht in Verbindung mit dem Durchflusskanal 44, so dass die Flüssigkeit in die Kammer einströmt oder durch die Kammer 46 hindurchströmt, um die Steuereinheit 21 zu kühlen. Zusätzlich kann Flüssigkeit, die durch den Luftspalt 25 strömt, für eine Schmierfunktion sorgen.
  • In der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Nuten 42 radial nach innen in die ersten Zähne 36 hinein, so dass die Nuten 42 einen großen Querschnitt aufweisen, wodurch das Fördervermögen der Pumpe 10 effektiv vergrößert wird. Dadurch, dass die Nuten 42 vorgesehen sind, ist die Dicke (die Größe in der Richtung senkrecht zu den Magnetlinien, die durch die Jochbereiche verlaufen, und senkrecht zur axialen Richtung des Motors) der an die Nuten 42 angrenzenden Bereiche des Jochs 32 geringer als die Dicke der von den Nuten 42 entfernten Bereiche des Jochs 32. Wie zum Beispiel in 5 gezeigt ist, hat der den Nuten 42 benachbarte eingekreiste Bereich 48 des Jochs 32 eine Dicke, die geringer ist als die Dicke des von dem Joch 32 entfernten eingekreisten Bereichs 50. Da die Breite der ersten Zähne 36 größer ist als die Breite der zweiten Zähne 38, kann das Ergebnis der vorstehenden Konfiguration ein gleichmäßig verteiltes Magnetfeld des Stators 22 sein, selbst wenn die Nuten 42 nur an dem ersten Zahn 36 entsprechenden Stellen gebildet sind.
  • Wicklungsschlitze 52 zur Aufnahme der Wicklungen 29 sind zwischen benachbarten Zähnen gebildet. In der dargestellten Ausführungsform ist jeder Wicklungsschlitz 52 bezogen auf die Schlitzachse 54 asymmetrisch. Um dafür zu sorgen, dass die Schlitze für benachbarte Wicklungen den gleichen oder annähernd den gleichen Schlitzfüllfaktor aufweisen, um den Raum effektiv zu nutzen, haben die Bereiche des Wicklungsschlitzes 52 auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Schlitzachse 54 im Wesentlichen die gleiche Fläche. Der Wicklungsschlitz 52 ist asymmetrisch und kann daher kaum dafür sorgen, dass die Bereiche auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Schlitzachse exakt die gleiche Fläche haben. Wenn die Flächendifferenz zwischen den Bereichen auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Schlitzachse nicht größer als 10% ist, können die Bereiche auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Schlitzachse als flächengleich oder im Wesentlichen flächengleich betrachtet werden. Die Schlitzachse bezieht sich auf die Linie, die durch eine Drehmitte des Stators und einen zentralen Punkt einer Linie zwischen den Spitzen von benachbarten Zähnen verläuft.
  • Eine oder beide der Wicklungshalterungen 27, 28 haben Vorsprünge 56 (4). In der dargestellten Ausführungsform haben beide Wicklungshalterungen 27, 28 die Vorsprünge 56. Die Vorsprünge 56 sind angrenzend an die Nuten 42 an den Wicklungshalterungen 27, 28 gebildet, um zu verhindern, dass die Wicklungen 29, falls sie sich verformen oder locker werden, die Nuten 42 blockieren.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist die Breite der auf die Nuten 42 ausgerichteten ersten Zähne 36 größer als die Breite der nicht auf die Nuten 42 ausgerichteten zweiten Zähne 38. Die Dicke der Bereiche des Jochs 32, die an die Nuten angrenzen, ist geringer als die Dicke der Bereiche des Jochs 32, die von den Nuten 42 entfernt sind. Die Zähne, die die gleiche Form haben, sind in der Umfangsrichtung symmetrisch verteilt. Die Spitzen sätmlicher Zähne haben die gleiche Form und sind in der Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Alle Zähne 36, 38 sind mit den Wicklungen 29 versehen. Eines oder mehrere der vorstehenden Konstruktionsmerkmale sorgen bei dem Motor 14 für einen symmetrischen Magnetkreis der Zähne, für ein periodisch und symmetrisch verteiltes Luftspalt-Magnetfeld und für symmetrisch verteilte Wicklungen, wodurch die unsymmetrischen radialen Kräfte eliminiert oder bedeutend reduziert werden. Das Motorgeräusch wird dadurch ebenso verringert wie der Verschleiß des Lagers, mit dem Ergebnis einer längeren Lebensdauer des Motors.
  • Die 6 bis 9 zeigen Ergebnisses eines Vergleichs zwischen der dargestellten Stator-Bauform und einer früheren Stator-Bauform der Anmelderin.
  • Wie in 6 gezeigt ist, haben die Jochbereiche bei der früheren Stator-Bauform die gleiche Dicke, und die auf die Nuten ausgerichteten Zähne sich nicht bewickelt. Deshalb erzeugen die Statorwicklungen, sobald sie unter Strom gesetzt sind, ein Induktionsfeld mit einer Mittellinie L1, die von einer geometrischen Mittellinie 12 des Rotors abweicht und zu einem asymmetrischen Magnetfeld führt.
  • Bei der neuen Bauform, die in 7 dargestellt ist, ist die geometrische Mittellinie 12 des Rotors auf die Mittellinie L1 des Stator-Induktionsfelds ausgerichtet, wodurch unsymmetrische radiale Kräfte eliminiert oder bedeutend reduziert werden.
  • 8 zeigt die unsymmetrischen radialen Kräfte in einem Vergleich zwischen der früheren Bauform und der neuen Bauform. Die unsymmetrische radiale Kraft der früheren Bauform der Anmelderin beträgt 8 N. Bei der neuen Bauform gemäß der dargestellten Ausführungsform wird diese unsymmetrische radiale Kraft im Wesentlichen eliminiert.
  • 9 zeigt das Geräusch in einem Vergleich zwischen der früheren Bauform und der neuen Bauform. Da die neue Bauform gemäß der dargestellten Ausführungsform unsymmetrische radiale Kräfte im Wesentlichen eliminiert, wird das Motorgeräusch deutlich verringert. Bei der Geschwindigkeit von ca. 2000 U/min zum Beispiel wird das Geräusch im Vergleich zu der früheren Bauform um 6 dB verringert.
  • Nachdem Flüssigkeit über den Einlass 18 in die Pumpe 10 eingeströmt ist, wird ein Teil der Flüssigkeit durch das Antriebsrad 16 über den Auslass 20 ausgetrieben. Ein weiterer Teil der Flüssigkeit strömt durch den Durchflusskanal 44, um für den Motor 14 und andere in den Motor integrierte Komponenten eine Kühl- und Schmierwirkung bereitzustellen und dadurch die Zuverlässigkeit des Motors zu verbessern.
  • Zusammengefasst hat die Pumpe in der dargestellten Ausführungsform einen Durchflusskanal zum Kühlen der Motorteile und zum Verbessern der Zuverlässigkeit des Motors. Außerdem sind sämtliche Zähne des Stators bewickelt, die Statorzähne, die auf die Nuten ausgerichtet sind, und die Statorzähne, die nicht auf die Nuten ausgerichtet sind, habe eine unterschiedliche Dicke, die an die Nuten angrenzenden Bereiche des Jochs und die von den Nuten entfernten Bereiche des Jochs haben eine unterschiedliche Breite, die Zähne sind in der Umfangsrichtung symmetrisch verteilt, und sämtliche Spitzen haben die gleiche Form und sind in der Umfangsrichtung symmetrisch verteilt. Diese Merkmale sorgen dafür, dass die Magnetkreise des Stators des Motors symmetrisch sind, dass das Luftspalt-Magnetfeld periodisch und symmetrisch verteilt ist und dass die Wicklungen symmetrisch verteilt sind, wodurch unsymmetrische radiale Kräfte eliminiert, Motorgeräusche und ein Verschleiß des Lagers verringert werden und die Lebensdauer des Motors dadurch vergrößert wird.
  • Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Synonyme, die in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung verwendet werden, drücken aus, dass das genannte Element oder Merkmal vorhanden ist, sie schließen jedoch nicht aus, dass auch weitere Elemente oder Merkmale vorhanden sind.
  • Es versteht sich, dass bestimmte Merkmale der Erfindung, die der Übersichtlichkeit halber im Kontext einzelner Ausführungsformen beschrieben wurden, auch in einer einzigen Ausführungsform kombiniert sein können. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die der Kürze der Beschreibung halber im Kontext einer einzigen Ausführungsform beschrieben wurden, ebenso getrennt oder in zweckmäßigen Unterkombinationen vorgesehen sein können.
  • Wenngleich vorliegende Erfindung anhand einer oder mehrerer bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass innerhalb des Schutzrahmens der Erfindung, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist, verschiedene Modifikationen möglich sind.

Claims (10)

  1. Elektrische Pumpe, umfassend: ein Pumpengehäuse (12) mit einem Ausströmraum (13); einen in dem Pumpengehäuse aufgenommenen Motor (14); ein Antriebsrad (16), das in dem Ausströmraum angeordnet ist und durch den Motor angetrieben wird; wobei das Pumpengehäuse (12) einen Einlass (18) und einen Auslass (20) aufweist, der Motor (14) einen Stator (22) und einen in dem Stator drehbaren Rotor (24) mit einem zwischen dem Stator und dem Rotor gebildeten Luftspalt (25) hat und der Stator ein Joch (32) und eine Vielzahl von Zähnen (36, 38) hat, die sich von dem Joch radial nach innen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklung (29) um jeden der Zähne herumgeführt ist, dass die Zähne eine Vielzahl von ersten Zähnen (36) und eine Vielzahl von zweiten Zähnen (38) umfassen, die in einer Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind, dass Führungsnuten (42) entsprechend jedem der ersten Zähne (36) in einer Außenfläche des Jochs (32) gebildet sind und dass die ersten Zähne und die zweiten Zähne eine unterschiedliche Form aufweisen, so dass der Statorkern (26) einen symmetrisch verteilten Magnetkreis hat.
  2. Pumpe nach Anspruch 1, wobei eine Dicke von Bereichen (48) des Jochs (32), die an die Nuten (42) angrenzen, geringer ist als eine Dicke von Bereichen (50) des Jochs (32), die von den Nuten entfernet sind, und wobei eine Breite der ersten Zähne (36) in der Umfangsrichtung größer ist als eine Breite der zweiten Zähne (38) in der Umfangsrichtung.
  3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Wicklungsschlitz (52) zwischen benachbarten Zähnen gebildet ist, der Wicklungsschlitz bezogen auf eine Schlitzachse (54) eine asymmetrische Form hat und Bereiche des Wicklungsschlitzes (52) auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schlitzachse im Wesentlichen die gleiche Fläche haben.
  4. Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei jeder der Zähne (36, 38) eine Spitze (40) hat und sämtliche Spitzen der Zähne die gleiche Form und Größe haben und in der Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind.
  5. Pumpe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei der Einlass (18), die Nuten (42) und der Auslass (20) der Reihe nach miteinander in Verbindung stehen, um einen Durchflusskanal (44) zu bilden, so dass zumindest ein Teil der Flüssigkeit, die über den Einlass (18) in die Pumpe einströmt, durch den Durchflusskanal (44) hindurch und aus dem Auslass (20) ausströmt.
  6. Pumpe nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Steuereinheit (21), wobei die Steuereinheit und der Motor (14) zwischen sich eine Kammer (46) bilden, die Kammer (46) mit dem Durchflusskanal (44) in einer Strömungsverbindung und mit der Steuereinheit (21) in einer Wärmeaustauschverbindung steht, wodurch Flüssigkeit, die in die Kammer (46) einströmt, die Steuereinheit (21) kühlt.
  7. Motorstator, umfassend einen Statorkern (26) und eine Statorwicklung (29), wobei der Statorkern ein Joch (32) und eine Vielzahl von Zähnen (36, 38) hat, die sich von dem Joch (32) radial nach innen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklung (29) um jeden der Zähne herumgeführt ist, dass die Zähne eine Vielzahl von ersten Zähnen (36) und zweiten Zähnen (38) umfassen, die in einer Umfangsrichtung alternierend angeordnet sind, dass entsprechend jedem der ersten Zähne (36) eine Führungsnut (42) in einer Außenfläche des Jochs (32) gebildet ist und dass die ersten Zähne und die zweiten Zähne ein unterschiedliche Form aufweisen, so dass der Statorkern (26) einen symmetrisch verteilten Magnetkreis hat.
  8. Motorstator nach Anspruch 7, wobei eine Dicke von Bereichen (48) des Jochs (32), die an die Nuten (42) angrenzen, geringer ist als eine Dicke von Bereichen (50) des Jochs (32), die von den Nuten (42) entfernt sind, und dass eine Breite der ersten Zähne (36) in der Umfangsrichtung größer ist als eine Breite der zweiten Zähne (38) in der Umfangsrichtung.
  9. Motorstator nach Anspruch 7 oder 8, wobei ein Wicklungsschlitz (52) zwischen zwei benachbarten Zähnen (36, 38) gebildet ist, der Wicklungsschlitz bezogen auf die Schlitzachse (54) eine asymmetrische Form hat und eine Flächendifferenz von Bereichen des Wicklungsschlitzes auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schlitzachse weniger als 10% beträgt.
  10. Motorstator nach Anspruch 7, 8 oder 9, ferner umfassend eine Wicklungshalterung (27, 28) an einem Ende des Statorkerns (26), wobei die Wicklungshalterung (27, 28) Vorsprünge (56) hat, die zwischen benachbarten Nuten (42) liegen und derart konfiguriert sind, dass sie verhindern, dass die Statorwicklung (29) in die entsprechende Nut (42) hineingelangt.
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