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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft Kühlsysteme von Fahrzeugen und insbesondere eine elektrische Kühlmittelpumpe eines Kühlsystems des Fahrzeugs.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Kühlmittelpumpen sind für Kühlsysteme eines Fahrzeugs wesentlich. Während des Betriebs bewegen die Kühlmittelpumpen ein Kühlmittel wie beispielsweise Wasser, das in den Kühlsystemen zirkuliert, und ziehen dadurch Wärme von der Antriebsmaschine oder anderen wärmegenerierenden Bereichen ab, wodurch die Funktion des Fahrzeugs unter einer gewünschten Temperatur sichergestellt wird.
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Entsprechend den Antriebsmoden sind die Kühlmittelpumpen in zwei Arten unterteilt, nämlich in mechanische Pumpen und elektrische Pumpen. Die mechanischen Pumpen werden durch die Antriebsmaschine des Fahrzeugs angetrieben, weshalb ihre Geschwindigkeiten durch die Antriebsmaschine bestimmt werden und nicht eingestellt werden können. Elektrische Pumpen werden durch eine unabhängige Steuereinheit gesteuert und können den verschiedenen Anforderungen entsprechend eingestellt werden. Elektrische Pumpen sind daher energiesparend und bieten eine bessere Temperatursteuerung der Antriebsmaschine etc.
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Eine typische elektrische Pumpe hat einen Motor und ein durch den Motor angetriebenes Antriebsrad. Der Motor hat einen Ständer und einen Läufer. Der Ständer hat Spulen, die mit der Steuereinheit elektrisch verbunden sind. Die Steuereinheit steuert den elektrischen Strom der Spulen. Der Läufer hat Magnete, die Magnetfelder erzeugen, die mit jenen des Läufers zusammenwirken, wodurch der Läufer angetrieben wird. Das Antriebsrad ist mit dem Läufer verbunden und dreht sich mit dem Läufer, wodurch das Kühlmittel bewegt und zum Kühlen der Antriebsmaschine in dem Kühlsystem zirkuliert wird. Jedoch generiert die Steuereinheit während des Betriebs auch ein hohes Maß an Wärme, die zu einer Beeinträchtigung der Pumpe führen kann, wenn sie nicht rechtzeitig abgeleitet wird.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es wird daher eine elektrische Kühlmittelpumpe gewünscht, die selbstkühlend ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Kühlmittelpumpe angegeben, umfassend: ein Gehäuse; einen in dem Gehäuse aufgenommenen Motor, wobei der Motor eine Hülse hat, einen um die Hülse herum montierten Ständer und einen in der Hülse drehbar aufgenommenen Läufer, wobei zwischen der Hülse und dem Läufer ein Radialspalt gebildet ist, wobei die Hülse eine Vielzahl von Rippen aufweist, die sich von einer Innenfläche der Hülse in Richtung auf den Läufer erstrecken; ein Antriebsrad zum Antreiben des Kühlmittels, wobei das Antriebsrad mit dem Läufer verbunden ist und sich mit dem Läufer dreht; und eine Steuereinheit zum Steuern des Motors, wobei die Steuereinheit und das Antriebsrad jeweils an einander gegenüberliegenden Enden des Motors angeordnet sind und wobei zumindest ein Teil der Rippen der Hülse das Kühlmittel so lenkt, dass dieses in Richtung auf die Steuereinheit strömt, um Wärme zu absorbieren, die durch die Steuereinheit generiert wird.
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Vorzugsweise sind die Rippen schräg zu einer Achse der Hülse angeordnet, wobei ein Neigungswinkel jeder der Rippen 0° bis 90° beträgt.
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Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel jeder der Rippen 42° bis 67,5°.
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Vorzugsweise sind die Rippen bei Entfaltung entlang einer Umfangsrichtung der Hülse gerade.
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Vorzugsweise sind die Rippen schraubenförmig.
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Vorzugsweise sind die Rippen in eine Vielzahl von Gruppen unterteilt und in einer Umfangsrichtung der Hülse angeordnet und voneinander beabstandet, wobei jede Gruppe eine Vielzahl von Rippen umfasst, die in der axialen Richtung angeordnet und voneinander beabstandet sind, und zwischen benachbarten Rippen jeder Gruppe ist ein Kanal definiert.
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Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Rippen in zwei Gruppen unterteilt, nämlich in eine Gruppe zum Lenken des nach innen strömenden Kühlmittels in Richtung auf die Steuereinheit und in eine weitere Gruppe zum Lenken des nach außen strömenden Kühlmittels weg von der Steuereinheit.
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Vorzugsweise ist zwischen der Gruppe von Rippen, die das nach innen strömende Kühlmittel lenkt, und der Gruppe von Rippen, die das nach außen strömende Kühlmittel lenkt, ein Flansch gebildet, der sich axial erstreckt und von den beiden Rippengruppen in der Umfangsrichtung der Hülse beabstandet ist.
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Vorzugsweise sind die beiden Gruppen von Rippen bezüglich des Flansches symmetrisch angeordnet.
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Vorzugsweise erstrecken sich Rippen derselben Gruppe in der gleichen Richtung, und die Rippen von verschiedenen Gruppen erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen.
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Vorzugsweise sind die Rippen in vier Gruppen unterteilt, nämlich in zwei benachbarte Gruppen zum Lenken des nach innen strömenden Kühlmittels in Richtung auf die Steuereinheit und zwei weitere benachbarte Gruppen zum Lenken des nach außen strömenden Kühlmittels.
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Vorzugsweise hat das Gehäuse eine Basis, ein Rohr, das sich von einer äußeren Peripherie der Basis erstreckt, und eine Abdeckung, die mit dem Rohr dicht verbunden ist, wobei die Basis, das Rohr und die Abdeckung zusammenwirkend einen ersten Raum definieren, die Hülse den ersten Raum in einen unabhängigen Innenbereich in der Hülse und in einen Außenbereich außerhalb der Hülse unterteilt, der Ständer des Motors in dem Außenbereich und der Läufer in dem Innenbereich aufgenommen ist.
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Vorzugsweise erstreckt sich ein erster Dichtungssitz von der Basis in Richtung auf den ersten Raum, und ein zweiter Dichtungssitz erstreckt sich von der Abdeckung in Richtung auf den ersten Raum, wobei zwei Enden der Hülse jeweils an den Dichtungssitzen befestigt sind.
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Vorzugsweise hat das Gehäuse ferner eine erste Endkappe, die mit der Basis dicht verbunden ist, wobei die Basis und die erste Endkappe zusammenwirkend einen zweiten Raum definieren, der das Antriebsrad aufnimmt.
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Vorzugsweise definiert die erste Endkappe einen Einlass für Kühlmittel, das in die Pumpe einströmt, und einen Auslass für Kühlmittel, das die Pumpe verlässt, wobei sich der Einlass axial erstreckt und der Auslass sich in einer zu dem Einlass im Wesentlichen senkrechten Ebene erstreckt.
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Vorzugsweise definiert die Basis in ihrem zentralen Bereich eine Öffnung. Der Läufer hat eine Welle, die sich durch die Öffnung erstreckt und mit dem Antriebsrad verbunden ist. Eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen ist rund um die Öffnung in der Basis definiert, wobei die Durchgangsöffnungen auf einer Innenseite der Hülse liegen und den Innenbereich des ersten Raums mit dem zweiten Raum in Verbindung setzen.
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Vorzugsweise hat das Gehäuse ferner eine zweite Endkappe, die mit der Abdeckung dicht verbunden ist, wobei die Abdeckung und die zweite Endkappe zusammenwirkend einen die Steuereinheit aufnehmenden dritten Raum definieren.
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Verglichen mit bekannten Pumpen hat die elektrische Kühlmittelpumpe gemäß vorliegender Erfindung eine Hülse mit Rippen zum Lenken des Kühlmittelstroms in Richtung auf die Steuereinheit, um die durch die Steuereinheit generierte Wärme zu absorbieren, wodurch die Pumpe, die den Kühlmittelstrom in dem Kühlsystem antreibt nicht nur die Antriebsmaschine kühlt, sondern auch eine Selbstkühlung der Pumpe erzielt, wodurch sichergestellt wird, dass die Pumpe bei der gewünschten oder einer darunterliegenden Temperatur arbeitet. Daher sind die Pumpe und das Fahrzeug sicherer.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden 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.
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1 zeigt eine elektrische Kühlmittelpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Schnittansicht der Pumpe von 1;
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3 zeigt eine Dichtungshülse, die ein Teil der Pumpe von 1 ist;
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4 ist eine entwickelte Ansicht einer Innenfläche der Dichtungshülse;
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5 zeigt eine Dichtungshülse gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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6 zeigt eine Dichtungshülse gemäß einer dritten Ausführungsform;
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7 zeigt eine Dichtungshülse gemäß einer vierten Ausführungsform;
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8 zeigt eine Dichtungshülse gemäß einer fünften Ausführungsform.
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DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Vorliegende Erfindung wird anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die bevorzugten Ausführungsformen einer elektrischen Kühlmittelpumpe für ein Kühlsystem eines Fahrzeugs, die das in dem Kühlsystem zirkulierende Kühlmittel bewegt, Bezug genommen wird. Das Kühlmittel ist ein Fluid wie beispielsweise Wasser, das Wärme mit einer wärmegenerierenden Vorrichtung austauscht, zum Beispiel mit einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, während es in dem Kühlsystem rezirkuliert wird, und dadurch die wärmegenerierende Vorrichtung kühlt.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat die elektrische Kühlmittelpumpe ein Gehäuse 10, ein Antriebsrad 20, das in dem Gehäuse 10 aufgenommen ist, einen Motor 30 für den Antrieb des Antriebsrads 20 und eine Steuereinheit 40 zum Steuern des Betriebs des Motors 30. Das Gehäuse 10 hat einen Mantel 12, eine Abdeckung 14, eine erste Endkappe 16 und eine zweite Endkappe 18.
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Der Mantel 12 ist zylinderförmig mit einem offenen Ende und hat eine kreisförmige Basis 121 und ein Rohr 123, das sich von einer äußeren Peripherie der Basis 121 senkrecht erstreckt. Die Abdeckung 14 ist mit dem Rohr 123 des Mantels 12 dicht verbunden und verschließt das offene Ende des Mantels 12. Der Mantel 12 und die Abdeckung 14 definieren zusammenwirkend einen ersten Raum für die Aufnahme des Motors 30. Die erste Endkappe 16 ist rund um die Basis 121 montiert und definiert dazwischen einen zweiten Raum für die Aufnahme des Antriebsrads 20. Die zweite Endkappe 18 deckt die Abdeckung 14 ab, wodurch dazwischen ein dritter Raum für die Aufnahme der Steuereinheit 40 definiert wird.
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Die Steuereinheit 40 und das Antriebsrad 20 sind an den einander gegenüberliegenden axialen Enden des Motors 30 angeordnet. Die Steuereinheit 40 ist mit dem Motor 30 elektrisch verbunden, um den Betrieb des Motors 30 zu steuern. Das Antriebsrad 20 ist mit dem Motor 30 verbunden und wird durch den Motor 30 angetrieben.
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In dieser Ausführungsform ist das Antriebsrad 20 ein Zentrifugal-Impeller. In der ersten Endkappe 16 sind ein Einlass 161 und ein Auslass 163 definiert. Der Einlass 161 erstreckt sich axial, während sich die Auslass 163 in einer radialen Ebene tangential erstreckt. Der Auslass 163 ist im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung der Pumpe angeordnet. Der Einlass 161 und der Auslass 163 sind mit Leitungen, Rohren oder Schläuchen des Kühlsystems verbunden. Während sich das Antriebsrad 20 dreht, strömt das Kühlmittel durch den Einlass 161 in den zweiten Raum und strömt durch den Auslass 163 aus, um rund um das Kühlsystem zu zirkulieren und Wärme von der Antriebsmaschine des Fahrzeugs abzuziehen. Während das Kühlmittel das Antriebsrad 20 in dem zweiten Raum passiert, gewinnt es an Geschwindigkeit und Druck.
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Verbindungen zwischen der ersten Endkappe 16 und dem Mantel 12, zwischen dem Mantel 12 und der Abdeckung 14 und zwischen der Abdeckung 14 und der zweiten Endkappe 18 lassen sich durch Verschrauben, Bördeln oder Vernieten herstellen. Um sicherzustellen, dass die Pumpe wasserdicht ist, werden an den Verbindungen Dichtungsringe verwendet, die einen Austritt des Kühlmittels verhindern. Ferner wird Schaden an dem Ständer des Motors 30 und an der Steuereinheit 40 vermieden, da keine Feuchtigkeit in dieser Teile der Pumpe eindringen kann. In dieser Ausführungsform ist rund um das Rohr 123 des Mantels 12 eine Gummimanschette 19 für die Befestigung der Pumpe montiert.
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Die Basis 121 des Mantels 12 definiert eine Öffnung 122 in ihrem zentralen Bereich. Die Öffnung liegt koaxial zu dem Mantel 12 und erstreckt sich durch die Basis 121. Ein erster Lagersitz 125 erstreckt sich senkrecht von einer Peripherie der Öffnung der Basis 121 in Richtung auf den ersten Raum und liegt ist koaxial zu der Öffnung. Ein Innendurchmesser des ersten Lagersitzes 125 ist größer als ein Durchmesser der Öffnung. Eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 127 ist rund um den Lagersitz 125 in der Basis 121 definiert und setzt den ersten Raum und den zweiten Raum in Verbindung. Dadurch kann das Kühlmittel über die Durchgangsöffnungen 127 zwischen dem ersten und dem zweiten Raum strömen.
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Ein erster Dichtungssitz 129 erstreckt sich von der Basis 121 senkrecht in den ersten Raum hinein. Der Dichtungssitz ist in dieser Ausführungsform ringförmig und umschließt die Durchgangsöffnungen 127. Das heißt, die Durchgangsöffnungen 127 liegen auf einer radialen Innenseite des ersten Dichtungssitzes 129. Der erste Dichtungssitz 129 und der erste Lagersitz 125 sind koaxial angeordnet und sind in der radialen Richtung voneinander beabstandet. Die Durchgangsöffnungen 127 liegen zwischen dem ersten Dichtungssitz 129 und dem ersten Lagersitz 125.
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Ein zweiter Lagersitz 141 und zweiter Dichtungssitz 143 erstrecken sich von einem zentralen Bereich der Abdeckung 14 senkrecht in den ersten Raum hinein. Der zweite Dichtungssitz 143 ist koaxial zu dem zweiten Lagersitz 141 angeordnet und umschließt den zweiten Lagersitz 141. In dieser Ausführungsform sind der zweite Lagersitz 141 und der erste Lagersitz koaxial und in Richtung zueinander orientiert. Der zweite Dichtungssitz 143 und der erste Dichtungssitz 129 sind in Richtung zueinander orientiert.
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Der Motor 30 ist in dem ersten Raum des Gehäuses 10 montiert und hat eine Dichtungshülse 32, einen Ständer 34, der rund um die Hülse 32 montiert ist, einen Läufer 36, der in der Hülse 32 drehbar aufgenommen ist, und zwei Lager 38, die den Läufer 36 drehbar stützen.
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Es wird auf 3 und 4 Bezug genommen. Die Hülse 32 ist zylindrisch und hohl. Die Enden der Hülse 32 sind mit dem ersten und dem zweiten Dichtungssitz 129, 143 dicht verbunden, wodurch der erste Raum in zwei unabhängige Bereiche unterteilt wird, d. h. in einen Innenbereich innerhalb der Hülse 32 und in einen Außenbereich außerhalb der Hülse 32. In dieser Ausführungsform ist ein Ende der Hülse 32 in dem ersten Dichtungssitz 129 und das andere Ende rund um den zweiten Dichtungssitz 143 festgelegt.
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Um sicherzustellen, dass die Verbindungen zwischen der Hülse 32 und dem ersten und dem zweiten Dichtungssitz 129, 134 wasserdicht sind, sind jeweils Dichtungsringe zwischen der Hülse 32 und dem ersten Dichtungssitz 129 und zwischen der Hülse 32 und dem zweiten Dichtungssitz 143 angeordnet. Dadurch sind der Innenbereich und der Außenbereich des ersten Raumes fluidtechnisch voneinander isoliert. Der Innenbereich des ersten Raumes steht über die Durchgangsöffnungen 127 der Basis 121 mit dem zweiten Raum in Verbindung, und der Außenbereich des ersten Raumes ist durch die Hülse 32 von dem zweiten Raum fluidtechnisch isoliert. Dadurch kann das Kühlmittel in den Innenbereich des ersten Raums einströmen, kann aber nicht in den Außenbereich des ersten Raumes gelangen.
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Der Ständer 34 ist in dem Außenbereich des ersten Raumes aufgenommen. Der Ständer 34 hat einen Ständerkern 341, einen Spulenkörper 343, der den Ständerkern 341 abdeckt, und Wicklungen 345, die um den Ständerkern 341 herumgeführt sind. Die Wicklungen 345 sind durch den Spulenkörper 343 von dem Ständerkern 341 isoliert. Der Ständerkern 341 kann ein Paket aus Siliziumstahllamellen sein. Die Spulen 345 sind durch Stifte mit der Steuereinheit 40 elektrisch verbunden.
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Die Steuereinheit 40 ist in dem dritten Raum aufgenommen und enthält eine Vielzahl von elektronischen Komponenten, die an der Abdeckung 14 oder dieser benachbart angebracht sind. Die Steuereinheit 40 ist mit einer Stromquelle und dem Motor 30 verbunden, wodurch der Betrieb des Motors 30 gesteuert wird. Während des Betriebs der Steuereinheit 40 der vorliegenden Pumpe wird durch die elektronischen Komponenten ein hohes Maß an Wärme erzeugt. Vorzugsweise besteht die Abdeckung 14 aus Metall wie beispielsweise Aluminium, um die durch die Steuereinheit 40 generierte Wärme zu absorbieren.
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Der Läufer 36 ist in der Hülse 32 montiert und hat eine Welle 361, einen Magnetkern 363, der an der Welle 361 befestigt ist, und Permanentmagnete 365, die in dem Magnetkern 363 befestigt sind. Zwei Enden der Welle 361 sind durch Lager 38 jeweils drehbar gelagert. Die beiden Lager 38 sind jeweils in dem ersten und dem zweiten Lagersitz 125, 141 aufgenommen. Ein Innendurchmesser des Lagers 39 ist im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Welle 361. Ein Ende der Welle 361 erstreckt sich durch das entsprechende Lager 38 und die Öffnung 122 der Basis 121 des Mantels 12 in den zweiten Raum hinein und ist fest mit dem Antriebsrad 20 verbunden. Dadurch dreht sich das Antriebsrad 20 zusammen mit der Welle 361 des Läufers 36. Das andere Ende der Welle 361 ist in dem anderen Lager 38 drehbar aufgenommen.
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Ein Distanzhalter 37 ist angrenzend an das Lager 38 an beiden Enden des Läufers rund um die Welle 361 montiert, um die axiale Position des Läufers 36 festzulegen. Vorzugsweise besteht der Distanzhalter 37 aus einem verschleißfesten Material wie beispielsweise Keramik, um die Reibung während der Drehung des Läufers 36 zu verringern. Ein Innendurchmesser des Distanzhalters 37 kann geringfügig größer sein als der Durchmesser der Welle 361. In einer derartigen Situation kann ein Gummielement 39 verwendet werden, um den Distanzhalter an der Welle 361 festzulegen und um axiale Vibrationen des sich drehenden Läufers 36 zu dämpfen, wodurch das Geräusch des Motors 30 verringert wird.
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Ein Außendurchmesser des Läufers 36 ist kleiner als ein Innendurchmesser der Hülse 32. Ein Radialspalt wird dadurch zwischen dem Läufer 36 und der Hülse 32 definiert, so dass das Kühlmittel hindurchströmen kann. Das Kühlmittel kann deshalb zur Abdeckung 14 strömen, um Wärme von der Steuereinheit 40 zu absorbieren. Die Hülse 32 hat eine Vielzahl von Rippen 321, die sich von ihrer Innenfläche zu dem Spalt erstrecken, um den Kühlmittelstrom zu lenken. Die Rippen 321 sind in der Umfangsrichtung der Hülse in mehrere Gruppen unterteilt. Die Gruppen von Rippen 321 sind jeweils in der axialen Richtung der Hülse 32 angeordnet und gleichmäßig voneinander beabstandet. Zwischen benachbarten Rippen 321 ist ein Kanal definiert, durch den Kühlmittel hindurchströmen kann.
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Eine Dichte der Rippen 321 bestimmt eine Breite des Kanals und kann an verschiedene Anforderungen angepasst werden. Eine hohe Dichte der Rippen 321 führt zu schmalen Kanälen und einem hohen Strömungswiderstand, der für die Lenkung des Kühlmittels günstig, für die Kühlmittelströmung jedoch ungünstig ist. Eine geringe Dichte der Rippen 321 führt zu breiten Kanälen. Dies ist günstig für die Kühlmittelströmung, jedoch ungünstig für die Lenkung des Kühlmittels. Wie in 5 gezeigt ist, hat die Hülse 32a gemäß einer zweiten Ausführungsform Rippen 321a, die sparsam angeordnet sind, weshalb die Kanäle zwischen den Rippen 321a verglichen mit anderen Ausführungsformen breiter sind.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, sind die Rippen 321 in dieser Ausführungsform in vier Gruppen unterteilt, d. h. in zwei innere Gruppen 323 zum Lenken des Kühlmittels nach innen, und in zwei äußere Gruppen 325 zum Lenken des Kühlmittels nach außen. Die inneren Gruppen 323 und die äußeren Gruppen 325 sind symmetrisch angeordnet. In der Umfangsrichtung der Hülse 32 sind die beiden inneren Gruppen 323 einander benachbart, und die beiden äußeren Gruppen 325 sind einander benachbart. Die Gruppen 232, 325 sind voneinander beabstandet. Ein Flansch 327 ist zwischen jeder inneren Gruppe 321 und einer benachbarten äußeren Gruppe 321 gebildet. Die Flansche 327 erstrecken sich axial, während jede der Rippen 321 schräg zur axialen Richtung angeordnet ist.
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Bei Entwicklung in der Umfangsrichtung sind die Rippen 321 in dieser Ausführungsform vorzugsweise gerade. Dadurch kann die Kühlmittelströmung in den Kanälen zwischen den Rippen 321 in zwei Bewegungen in zwei Richtungen gespalten werden, d. h. in eine Rotation in der Umfangsrichtung und in eine Bewegung in der axialen Richtung. Ein Neigungswinkel α der Rippe 321 bestimmt eine Strömungsrichtung des Kühlmittels. Der Neigungswinkel α kann 0° bis 90°, vorzugsweise 42° bis 67,5° betragen, wodurch sichergestellt wird, dass Kühlmittel rasch zur Abdeckung 14 strömt, um die Steuereinheit 40 zu kühlen. Wie in 3 und 4 dargestellt ist, haben die Rippen 32 der Hülse 32 jeweils einen Neigungswinkel α von etwa 45° bezüglich des Flansches 327, d. h. der axialen Richtung. In einer weiteren Ausführungsform, die in 6 gezeigt ist, haben die Rippen 321b der Hülse 32b jeweils einen Neigungswinkel α von etwa 67,5° bezüglich der axialen Richtung der Hülse 32.
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Während des Betriebs der Pumpe stellt die Steuereinheit 40 einen geeigneten elektrischen Strom in den Spulen 345 bereit, und der Rotor 36 wirkt mit dem Ständer 34 zusammen, um das Antriebsrad 20 anzutreiben. Die Drehung des Antriebsrads 20 erzeugt einen Unterdruck, um das Kühlmittel in den zweiten Raum anzusaugen. Da der zweite Raum über die Durchgangsöffnungen 127 der Basis 121 mit dem Innenbereich des ersten Raumes in der Hülse 32 in Verbindung steht, strömt ein Teil des Kühlmittels durch die Durchgangsöffnungen 127 in die Hülse 127 hinein und gelangt dann in den Spalt zwischen dem Läufer 36 und der Hülse 32. Während des Betriebs rotiert das Kühlmittel zusammen mit dem Läufer 36 und bewegt sich entlang der Rippen 321 in Richtung auf die Abdeckung 14.
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In dieser Ausführungsform teilen die inneren und äußeren Gruppen 323, 325 und der Flansch 327 die Innenfläche der Hülse 32 in zwei unabhängige Bereiche, nämlich in den einen Bereich mit den inneren Gruppen 323, der das Kühlmittel in Richtung auf die Abdeckung 14 strömen lässt, um die durch die Steuereinheit 40 generierte Wärme zu absorbieren, und in den anderen Bereich mit den äußeren Gruppen 325, der das Kühlmittel an der Abdeckung 14 in Richtung auf die Basis 121 zurückströmen lässt. Dadurch sind der innere Kanal und der äußere Kanal für das Kühlmittel wegen der Flansche 327 im Wesentlichen unabhängig.
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Das Kühlmittel strömt zu der Abdeckung 14, um die Wärme der Steuereinheit 40 unter der Führung durch die inneren Gruppen 323 zu absorbieren, und strömt dann unter der Führung durch die äußeren Gruppen 325 zurück zur Basis 121 und strömt schließlich durch die Durchgangsöffnungen 127 der Basis 121 zurück in den zweiten Raum, wodurch in der Pumpe eine Zirkulationsschleife gebildet wird, die wirksam Wärme von der Steuereinheit 40 abzieht und eine Selbstkühlung der Pumpe erzielt.
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Vorzugsweise sind die Durchgangsöffnungen 127 symmetrisch zu einer Ebene angeordnet, die durch die beiden Flansche 327 definiert wird. Vorzugsweise definiert die Basis 121 entsprechend jeder Gruppe von Rippen 321 zumindest eine Durchgangsöffnung 127.
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Bei vorliegender Erfindung bildet die Pumpe in der Hülse 32 Rippen 321, die den Kühlmittelstrom lenken, wodurch das Kühlmittel in der Hülse 32 zirkuliert, um die Steuereinheit 40 zu kühlen, wodurch eine niedrige Betriebstemperatur der Pumpe sichergestellt wird. Es versteht sich, dass die Rippen 321 zum Lenken des Kühlmittelstroms dienen und dass die Form, der Neigungswinkel α, die Dichte und die Dicke der Rippen den Kühlmittelstrom beeinflussen können und deshalb der Notwendigkeit entsprechend gestaltet sein sollten.
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Wie in 7 gezeigt ist, sind die Rippen 321c der Hülse 32c gemäß einer vierten Ausführungsform schraubenförmig, wodurch der durch die Kühlmittelströmung verursachte Energieverlust verringert werden kann. Die Kühlmittelströmung in der Pumpe ist dadurch gleichmäßig und schnell, wodurch Wärme rechtzeitig von der Steuereinheit 40 abgezogen werden kann.
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Eine fünfte Ausführungsform der Hülse 32 ist in 8 gezeigt. In dieser Ausführungsform sind die Rippen 321d der Hülse 32d in mehrere beabstandete Gruppen unterteilt, die alle konstruktionsgleich sind, um das Kühlmittel nach innen zu der Abdeckung 14 zu lenken. Dadurch, dass das Kühlmittel kontinuierlich zu der Abdeckung 14 strömt, absorbiert das Kühlmittel über die Abdeckung Wärme von der Steuereinheit 40 und strömt dann zurück zu dem Antriebsrad, um eine Zirkulationsschleife zu bilden.
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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.
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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.
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Wenngleich vorliegende Erfindung anhand einer oder mehrerer bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen möglich sind. Zum Beispiel kann das Abtriebsritzel separat ausgebildet und dann an der Abtriebswelle montiert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert wird.
